Determinar o fluxo de calor, em regime permanente através de uma chapa de ferro puro de 1¼" de espessura, cuja face interna está a uma temperatura de 127°C e cuja face externa está a uma de 27°C. q = k.A. Ax 1" = 25,4. 103 m OA B 80,6 95.6 384 215 20,7 447 72,7 7870 q/A = 2,36 kW/m² q/A = 23,6 kW/m² q/A = -236 kW/m² q/A = 2360 kW/m² C D

Para determinar o fluxo de calor em regime permanente através da chapa de ferro, utilizaremos a equação de condução de calor em estado estacionário:

$$q = k \cdot A \cdot \frac{\Delta T}{\Delta x}$$

onde:

• $q$ é o fluxo de calor (W),
• $k$ é a condutividade térmica do material (W/m·K), que para o ferro puro é aproximadamente $80,2 \, \text{W/m·K}$ (considerando o valor mais próximo fornecido, que é 80,6 W/m·K, já que não há um valor exato para "ferro puro" na lista),
• $A$ é a área da seção transversal através da qual o calor está sendo transferido (m²),
• $\Delta T$ é a diferença de temperatura entre as duas faces (°C),
• $\Delta x$ é a espessura da chapa (m).

A questão fornece a espessura em polegadas ("), então primeiro precisamos converter para metros. Sabendo que $1" = 25,4 \times 10^{-3} \, \text{m}$, temos:

$$\Delta x = 1\frac{1}{4}" = 1,25" = 1,25 \times 25,4 \times 10^{-3} \, \text{m} = 31,75 \times 10^{-3} \, \text{m}$$

A diferença de temperatura é:

$$\Delta T = 127°C - 27°C = 100°C$$

A questão sugere que estamos interessados no fluxo de calor por unidade de área ($q/A$), portanto, não precisamos especificar a área $A$ para encontrar $q/A$. Substituindo os valores conhecidos na fórmula simplificada $q/A = k \cdot \frac{\Delta T}{\Delta x}$, temos:

$$q/A = 80,6 \, \text{W/m·K} \cdot \frac{100°C}{31,75 \times 10^{-3} \, \text{m}}$$

Calculando:

$$q/A = 80,6 \cdot \frac{100}{31,75 \times 10^{-3}}$$ $$q/A = 80,6 \cdot 3150,79$$ $$q/A = 254,063.34 \, \text{W/m}^2$$

Portanto, o fluxo de calor por unidade de área através da chapa é aproximadamente $2540 \, \text{W/m}^2$ ou $2,54 \, \text{kW/m}^2$, o que não corresponde exatamente a nenhuma das opções fornecidas. Parece ter havido um erro no cálculo ou na interpretação das opções. Se considerarmos a magnitude e a ordem de grandeza, a resposta mais próxima seria $q/A = 2,36 \, \text{kW/m}^2$, mas isso não coincide exatamente com o resultado calculado. Por favor, verifique os dados e as opções fornecidas.