Física

Fundamentos da física
- Ramalho, Nicolau e Toledo

Exercícios propostos
2o bimestre

1. (UFPA) Para revestir as paredes de uma cozinha industrial, de onde o calor propagado causa desconforto às salas vizinhas, um engenheiro encontra dois produtos de custo idêntico. O produto A tem coeficiente de condutibilidade térmica KA e espessura eA. O produto B tem coeficiente de condutibilidade térmica KB = 2 KA e espessura eB = 2 eA. Considerando exclusivamente o isolamento térmico, o engenheiro deve recomendar o produto A, o produto B ou é indiferente usar A ou B? Justifique.

2. (UEPB – modificado) O matemático e físico francês Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) estudou a condução do calor através de sólidos e publicou, em 1822, a teoria analítica do calor, criando uma lei que levou o seu nome – Lei de Fourier. Observe a seguir uma aplicação desta teoria.
Um fogão de cozinha elétrico possui entre as paredes do seu forno um isolante constituído por uma camada de fibra de vidro com área total de 1,40 m2 e espessura de 4,0 cm. Ao ligar o forno deste fogão, após um certo tempo, a superfície interna da fibra de vidro alcança uma temperatura de 175 ºC e sua superfície externa encontra-se a uma temperatura de 35 ºC. Considerando-se que a condutividade térmica da fibra de vidro é igual a 0,040 W/m·°C, determine o fluxo de calor através das paredes do forno.

3. (Faap-SP) Uma casa tem cinco janelas, tendo cada uma um vidro de área 1,5 m2 e espessura 3·10-3 m. A temperatura externa é -5 °C e a interna é mantida a 20 °C, mediante a queima de carvão. Qual a massa de carvão consumida no período de 12 horas para repor o calor perdido apenas pelas janelas?
Dados:
condutividade térmica do vidro = 0.72 kcal/hm °C calor de combustão do carvão = 6·103 cal/g

4. (Olimpíada Brasileira de Física) Sabe-se que o corpo humano transfere calor para o meio ambiente por meio de diversos processos, o que permite manter sua temperatura estável, apesar das grandes