Questão 39 – Física – FUNDEP 2023 – Companhia Energética de Minas Gerais (Engenheiro – Formação Engenharia Química)

A parede de um forno industrial para tratamento térmico é composta de duas placas planas (I e II) de espessuras L_I = 5 cm e L_II = 5 mm, respectivamente, conforme apresentado na figura a seguir. A parede I tem função de isolamento térmico e possui uma condutividade térmica (k_I) no valor de 0,1 W.m^-1.K^-1; já a parede II tem função estrutural e possui uma condutividade térmica (k_II) no valor de 1 W.m^-1.K^-1. O forno opera em regime permanente e a temperatura da superfície interna da parede I (T_int), em contato com o ar quente, é de 270 °C.

Dados:

Lei de Fourier

Lei de Resfriamento de Newton

Obs.: Desprezar os efeitos de radiação.

Se o ar externo, cujo coeficiente convectivo médio (h**_c) é de 20 W.m^-2.K^-1, estiver a uma temperatura constante (T_∞) igual a 20 °C, o valor da temperatura na interface entre as placas I e II será de