Lição de casa da aula: Condução Térmica Physics
Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular a taxa de transferência de energia através de objetos sólidos devido às diferenças de temperatura nas faces dos objetos.
Q1:
A taxa de transferência de energia através de um objeto em forma de prisma retangular de condutividade térmica é 600 W quando uma área de 2,5 m2 da face do objeto é aquecida. A energia é transferida por uma distância de 0,25 m. Encontre a diferença de temperatura entre a face aquecida do objeto e a face oposta.
Q2:
Uma face de um objeto em forma de prisma retangular cuja área é 5,0 m2 é aquecida e tem uma temperatura constante de . O objeto é feito de um material com condutividade térmica de . O objeto transfere energia para a face oposta a sua face aquecida por uma distância de 16 cm, onde a temperatura é constante a . Qual é a taxa na qual a energia é transferida através do objeto? Responda para dois algarismos significativos.
Q3:
A taxa de potência transferida para um objeto em forma de prisma retangular de condutividade térmica é de 180 W quando uma face de área 2,0 m2 do objeto é aquecida. A diferença de temperaturas entre a face aquecida do objeto e a face oposta é de . Qual é a distância entre a face aquecida do objeto e a face oposta? Apresente a resposta com dois algarismos significativos.
Q4:
A energia é transferida por condução térmica através de um objeto devido a uma constante diferença de temperatura entre os lados do objeto, conforme mostrado no diagrama. A temperatura é e a temperatura é . A distância entre os lados aquecido e não aquecido do objeto é 1,2 m. A temperatura dentro do objeto varia linearmente.
Qual é o gradiente de temperatura dentro do objeto?
Qual é a temperatura em um ponto 0,15 m do lado aquecido do objeto até o grau mais próximo?
Qual é a temperatura em um ponto 0,15 m do lado não aquecido do objeto até o grau mais próximo?
Q5:
Qual das seguintes fórmulas representa corretamente a taxa de transferência de energia pelo processo de condução térmica num prisma retangular sólido de condutividade térmica ? A energia é transferida ao longo do comprimento de uma face do prisma retangular de área e temperatura à face oposta de temperatura .
- A
- B
- C
- D
Q6:
O invólucro exterior de um eletrodoméstico tem uma área de 0,015 m2 e tem 1,2 cm de espessura. A condutividade térmica do material do invólucro é de . A eletrónica dentro do eletrodoméstico mantém a temperatura do ar dentro de si a e a temperatura do ar da divisão em que está armazenado mantém-se a . Quanto é a divisão aquecida pelo eletrodoméstico num intervalo de tempo de 3 600 segundos? Apresente a resposta em quilos joules com dois algarismos significativos.
Q7:
Uma caneca de café em uma mesa tem uma área base de 0,0015 m2 e uma espessura de 0,25 cm. A caneca é feita de um material com condutividade térmica de . A área da mesa em contato com a base é aquecida a uma taxa de 20 W e sua temperatura é em um tempo . Qual é a temperatura do café na caneca no momento ? Dê a sua resposta para o grau mais próximo.
Q8:
Uma parede de tijolos de espessura está ligada a uma fachada revestida de espessura , como se mostra no diagrama. A temperatura da face da parede oposta à fachada revestida é de . A temperatura de da face da parede em contacto com a fachada revestida é de . A temperatura de da face oposta à da fachada revestida é de . A temperatura dentro da parede e da fachada revestida varia linearmente. Qual é a razão do gradiente da temperatura na fachada revestida para o gradiente da temperatura na parede?
Q9:
Uma parede de uma casa tem uma temperatura constante de na sua face interior e uma temperatura constante de na sua face exterior. A parede tem uma área de superfície de 8,2 m2 e tem 25 cm de espessura. A parede é composta por uma substância com uma condutividade térmica de . Qual é a taxa de transferência de energia na parede? Responda às unidades do watt.
Q10:
A taxa de transferência de potência num objeto com a forma de um prisma retangular de condutividade térmica é de 500 W quando uma face do objeto é aquecida, transferindo energia por uma distância de 0,15 m no objeto. A diferença de temperaturas entre a face aquecida do objeto e a face oposta é de . Qual é a área da face aquecida? Apresente a resposta com dois algarismos significativos.