Determinar o fluxo de calor por condução, em regime permanente através de uma chapa de aço do tipo AISI 1010 de 1/2" de espessura, cuja face interna está a uma temperatura constante de 127°C e cuja face externa está a uma temperatura constante de 27°C.

Em regime permanente e condução unidimensional em chapa plana:

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

1. Dados do problema:

• Espessura: \Delta x = \tfrac{1}{2}\" = 0{,}5\,\text{in} = 0{,}5\times 0{,}0254 = 0{,}0127\,\text{m}
• Temperaturas das faces: $T_{in}=127^\circ\text{C}$ e $T_{out}=27^\circ\text{C}$
• Variação de temperatura: $\Delta T = T_{out}-T_{in} = 27-127 = -100\,\text{K}$

2. Condutividade térmica do AISI 1010 (pela tabela da figura): A tabela fornece $k$ próximo de 300 K (que é compatível com a temperatura média do problema, cerca de $\sim 350\,\text{K}$). Para o AISI 1010, lê-se aproximadamente:

$k \approx 61{,}3\,\text{W/(m·K)}$

3. Cálculo do fluxo de calor:

$\frac{q}{A}= -k\frac{\Delta T}{\Delta x}= -\,61{,}3\,\frac{-100}{0{,}0127}$

$\frac{q}{A}= 61{,}3\times 7874 \approx 4{,}827\times 10^5\,\text{W/m}^2 = 482{,}7\,\text{kW/m}^2$

Como as alternativas já trazem o sinal negativo (indicando o sentido do fluxo em relação ao eixo adotado), o valor compatível em magnitude e unidade é:

$\frac{q}{A} \approx -482{,}7\,\text{kW/m}^2$

Alternativa correta: (B).