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obter o sistema linear de temperatura e obter na forma AX=B

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Mensagempor netochaves » Sáb Abr 06, 2013 18:20

A diferença de temperatura fornece a driving-force para a transferência de calor, por exemplo, entre dois corpos postos em contacto. O corpo mais frio aquece (a sua temperatura aumenta) e o corpo mais quente arrefece (a sua temperatura diminui). A 2ª Lei da Termodinâmica permite demonstrar que o calor só pode ser transferido espontaneamente do corpo mais quente para o corpo mais frio. O equilíbrio térmico estabelece-se entre os dois corpos quando as suas temperaturas atingem o mesmo valor. Ocorrerá fluxo (ou transferência) de calor até que a diferença de temperatura seja nula. Aliás, o conceito de temperatura e da sua medição, é baseado no princípio Zero da Termodinâmica que estabelece que quando dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, então eles estão em equilíbrio térmico entre si. A relação entre a quantidade de calor transferida para um corpo (Q), e a consequente alteração na sua temperatura (ΔT) depende da capacidade térmica do corpo (C), a qual é função da massa do mesmo (m) e de uma propriedade termodinâmica do corpo denominada calor específico (cP):

Q/Δt = C = m. Cp


Em concreto massa, as tensões de tração são causadas por variações de temperatura. Porém, para cada variação de temperatura, a resultante tensão térmica de tração em diferentes casos não é sempre a mesma, sendo modificada pelas propriedades do concreto e pelo grau de restrição.
Em peça maciça de concreto, o concreto interior e exterior varia de temperatura e teor de umidade a diferentes graus e velocidades. Ocorrendo isso, o concreto interior restringe o concreto exterior de retrair-se e se desenvolvem tensões de tração que podem causar a fissuração do concreto exterior.
Uma solução é saber a temperaturatura em uma determinada placa que se utiliza para concreto massa, para ser tomado as devidas providências com relação a temperatura ideal a ser utilizada em construção civil.



Problema:
Resolver um problema temperatura em concreto massa que em determinadas regiões encontravam-se fora do padrão ABNT. Para isso leva-se em consideração a utilização de uma placa que foi utilizada para concreto massa, onde o objetivo é determinar o equilíbrio térmico em cada ponto desta amostra da placa. Sabe-se que essa placa é quadrada e de material homogêneo e é mantida com os bordos AC, BD, AB e CD com as temperaturas como indicadas nas figuras, com o uso de isolantes térmicos em A, B, C e D.



A figura da placa abaixo, vejam no site :

http://tinypic.com/view.php?pic=2n7ona&s=6










Questões:
Obter o sistema linear do sistema de temperatura e colocar na forma AX=B.

Determinar as temperaturas no interior do objeto.

Interprete os resultados. Você acredita neles? Os dados são reais? E se o formato da placa fosse diferente?
netochaves
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Assunto: Taxa de variação
Autor: felipe_ad - Ter Jun 29, 2010 19:44

Como resolvo uma questao desse tipo:

Uma usina de britagem produz pó de pedra, que ao ser depositado no solo, forma uma pilha cônica onde a altura é aproximadamente igual a 4/3 do raio da base.
(a) Determinar a razão de variação do volume em relação ao raio da base.
(b) Se o raio da base varia a uma taxa de 20 cm/s, qual a razão de variação do volume quando o raio mede 2 m?

A letra (a) consegui resolver e cheguei no resultado correto de \frac{4\pi{r}^{2}}{3}
Porem, nao consegui chegar a um resultado correto na letra (b). A resposta certa é 1,066\pi

Alguem me ajuda? Agradeço desde já.


Assunto: Taxa de variação
Autor: Elcioschin - Qua Jun 30, 2010 20:47

V = (1/3)*pi*r²*h ----> h = 4r/3

V = (1/3)*pi*r²*(4r/3) ----> V = (4*pi/9)*r³

Derivando:

dV/dr = (4*pi/9)*(3r²) -----> dV/dr = 4pi*r²/3

Para dr = 20 cm/s = 0,2 m/s e R = 2 m ----> dV/0,2 = (4*pi*2²)/3 ----> dV = (3,2/3)*pi ----> dV ~= 1,066*pi m³/s


Assunto: Taxa de variação
Autor: Guill - Ter Fev 21, 2012 21:17

Temos que o volume é dado por:

V = \frac{4\pi}{3}r^2


Temos, portanto, o volume em função do raio. Podemos diferenciar implicitamente ambos os lados da equação em função do tempo, para encontrar as derivadas em função do tempo:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.r}{3}.\frac{dr}{dt}


Sabendo que a taxa de variação do raio é 0,2 m/s e que queremos ataxa de variação do volume quando o raio for 2 m:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.2}{3}.\frac{2}{10}

\frac{dV}{dt} = \frac{16\pi}{15}