Exercícios Resolvidos de Convecção

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Enunciado

A lâmpada de iluminação interna de uma geladeira 25   W permanece acesa apesar da porta estar fechada e a transferência de calor do ambiente para o espaço refrigerado é igual a 50   W devido a problemas existentes no isolamento da geladeira. Estas duas transferência de calor podem ser encaradas como “vazamentos” de calor para a geladeira. A área total de transferência de calor do condensador dessa geladeira é 1   m 2 e o coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície externa do condensador é 15   W / m 2 K . Determine a diferença entre a temperatura da superfície externa do condensador e a temperatura ambiente de modo que seja possível transferir para o ambiente o calor que está “vazando” para a geladeira. Admita que a temperatura ambiente seja igual a 20   ° C .

Passo 1

Fala, gente! Partiu fazer um exercício de convecção pra gravar bem a matéria?

Essa questão quer saber quanto vale a diferença de temperatura Δ T que faz o condensador de geladeira rejeitar uma taxa de calor Q ˙ igual à taxa de calor que a geladeira recebe através de dois vazamentos (um de 25   W e outro de 50   W ). Os dados que temos pra achar Δ T estão na figura.

A é a área da superfície que troca calor (superfície do condensador) e T f é a temperatura do fluido que está trocando calor (no caso é o ar frio).

Como se trata de uma questão de convecção, podemos calcular a diferença de temperatura entre o condensador e o ar Δ T através da lei de resfriamento de Newton.

Q ˙ = h A Δ T

Δ T = Q ˙ h A

Com esses dados em mãos, podemos partir pro cálculo de Δ T no próximo passo.

Passo 2

Para achar Δ T , basta substituir as informações que temos na equação que temos.

Δ T = Q ˙ h A

Δ T = 75 15 × 1

Δ T = 5   ° C

Aeeeeeeee! Que tranquilo! Já achamos o que o enunciado queria!

Resposta

Δ T = 5   ° C

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