Ar quente a é soprado sobre uma superfície plana de a . Considerando que o coeficiente de transferência de calor por convecção é de , determine a taxa de transferência de calor do ar para a placa em .
Passo 1
Oie, pessoal! Estão com energia para exercitar a teoria com essa questão de convecção?
Podemos ver que essa questão de troca de calor é uma questão de convecção, porque o enunciado nos informa o valor do coeficiente de transferência de calor por convecção .
Sempre que o enunciado fala o valor de , a questão envolve troca de calor por convecção!
Essa questão quer saber quanto vale a taxa de calor que a superfície plana recebe do ar quente por causa da convecção. Como se trata de uma questão de convecção, podemos calcular essa taxa de calor através da lei de resfriamento de Newton.
onde é a área da superfície que troca calor, é a temperatura da superfície, é a temperatura do fluido que está trocando calor (no caso é o ar quente).
A imagem abaixo mostra quando cada termo vale.
Com esses dados em mãos, podemos partir pro cálculo de no próximo passo.
Passo 2
Para achar , basta substituir as informações que temos na equação que temos. No entanto, ainda não calculamos quanto vale a área da superfície de troca de calor. Para isso, basta multiplicar as dimensões da superfície presente na figura.
Substituindo os dados na fórmula de :
Mas calma que a questão ainda não terminou! O exercício pediu pra gente calcular a taxa de troca de calor em .
Pra converter de pra , dividimos por .
Agoooora sim concluímos a questão! Bate aqui!