No que se refere à troca térmica durante processos químicos ...
No que se refere à troca térmica durante processos químicos industriais, julgue o item a seguir.
Situação hipotética: Para o isolamento de uma parede
plana, estão à disposição duas placas de mesma área
superficial: uma com 1 cm de espessura e coeficiente de
condutividade térmica de 0,025 kcal h−1 m−1 °C−1
; e outra
com 4 cm de espessura e coeficiente de condutividade
térmica de 0,100 kcal h−1 m−1 °C−1
. Assertiva: A placa com
maior espessura será mais eficiente para evitar perdas de
calor.
Gabarito comentado
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Para resolver a questão proposta sobre troca térmica durante processos químicos industriais, é importante compreender como a condutividade térmica e a espessura das placas influenciam na eficiência do isolamento térmico. Esse tema se relaciona com a transferência de calor, especificamente na condução térmica, que é um dos modos pelos quais o calor é transferido através dos materiais.
O gabarito é "E" (errado) porque, apesar da placa de 4 cm ter maior espessura, ela possui um coeficiente de condutividade térmica maior (0,100 kcal/h m °C) em comparação com a placa de 1 cm (0,025 kcal/h m °C). O coeficiente de condutividade térmica indica quão facilmente o calor pode passar através de um material: quanto maior o coeficiente, mais rápido ocorre a transferência de calor.
Para determinar qual placa é mais eficiente em evitar perdas de calor, devemos considerar a resistência térmica, que é dada pela fórmula:
Resistência térmica (R) = Espessura (L) / Condutividade térmica (k)
Calculando para cada placa:
- Placa de 1 cm: R = 0,01 m / 0,025 kcal/h m °C = 0,4 °C h m²/kcal
- Placa de 4 cm: R = 0,04 m / 0,100 kcal/h m °C = 0,4 °C h m²/kcal
As resistências térmicas são iguais, mas a assertiva afirma que a placa de maior espessura será mais eficiente, desconsiderando a influência da condutividade térmica maior, o que torna essa afirmação incorreta.
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Comentários
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R"cond = L/K, substituindo valores para os dois sistemas (com mesma área superficial) encontramos que ambas as placas apresentam a mesma resistência ao fluxo térmico.
qa = - k.dT/dx => qa = -0,025.dT/0,01 => qa = -2,5.dT
qb = - k.dT/dx => qb = -0,1.dT/0,04 => qb = -2,5.dT
Desta forma, o fluxo de calor é igual nas duas paredes.
OBS: Pessoal, vejo vários comentários deste tipo. Dizer somente que a resposta é ERRADA não acrescenta nada para aqueles que não conseguiram fazer a questão. A plataforma já informa isso para o usuário. Desnecessário colocar somente isso no comentário.
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