Nas regiões mais frias do planeta, camadas de gelo podem se formar rapidamente sobre um volume de água a céu aberto. A figura abaixo mostra um tanque cilíndrico de água cuja área da base é A = 2,0 m2, havendo uma camada de gelo de espessura L na superfície da água. O ar em contato com o gelo está a uma temperatura Tar = –10 °C, enquanto a temperatura da água em contato com o gelo é Tag = 0 °C.
O calor é conduzido da água ao ar através do gelo. O fluxo de calor φcal é definido como a quantidade de calor conduzido por unidade de tempo, e a condutividade térmica do gelo é k = 4,0×10–3 cal/(s∙cm∙°C). Qual é o fluxo de calor φcal quando L = 5,0 cm?
85% dos alunos do Fisiquei acertaram esta questão.
Lembre-se da lei da condução térmica (Fourier). Cuidado com as unidades de medida de distância e área!