Em um laboratório de uma empresa de tecidos, um cientista testa a eficiência de algumas roupas simulando seu uso em um ser humano. Para isso, ele utiliza um pedaço de tecido de coeficiente de condutividade térmica de 0,00004 cal/s . cm°C, deixando-o com espessura de 1cm e área de 4000cm2. Ele coloca a peça de tecido com as características descritas sob uma fonte térmica que simula uma temperatura de 37°C, similar à do corpo humano, deixando o sistema em um ambiente a uma temperatura de 7°C, valor médio da temperatura no inverno da cidade em que fica a empresa. Nessas condições, ele mede o fluxo de calor (em regime estacionário) perdido através do tecido e a quantidade de calor propagada pelo tecido em uma hora, obtendo, respectivamente:
a) 4,8 cal/s e 17.280 cal
b) 48 J/s e 172.800 cal
c) 30 cal/s e 4,8cal
d) 30J/h e 48 J
e) 300 cal/s e 48000 cal
a) 4,8 cal/s e 17.280 cal
b) 48 J/s e 172.800 cal
c) 30 cal/s e 4,8cal
d) 30J/h e 48 J
e) 300 cal/s e 48000 cal
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Resposta:
A resposta correta é a letra A: 4,8 cal/s e 17.280 cal.
q/t = kA(Th - Tc) / d
Onde:
q/t é o fluxo de calor por unidade de tempo (cal/s)
k é o coeficiente de condutividade térmica (cal/s . cm°C)
A é a área da superfície do objeto (cm²)
Th é a temperatura na superfície quente (°C)
Tc é a temperatura na superfície fria (°C)
d é a espessura do objeto (cm)
q/t = 0,00004 x 4000 x (37 - 7) / 1 = 4,8 cal/s
Isso significa que a quantidade de calor perdida através do tecido por segundo é de 4,8 cal/s.
Para calcular a quantidade total de calor perdida em uma hora, precisamos multiplicar o fluxo de calor por 3600 segundos (1 hora = 3600 segundos):
Q = 4,8 x 3600 = 17.280 cal
Portanto, a alternativa correta é a letra a): 4,8 cal/s e 17.280 cal.