Aletas circulares de resfriamento de diâmetro e comprimento , feitas de cobre , são utilizadas para aumentar a transferência de calor a partir de uma superfície mantida na temperatura . Cada vareta tem sua extremidade fixada nessa superfície , enquanto a extremidade oposta é fixada na segunda superficie, mantida a . O ar que flui entre as superfícies e a varetas também está a , e o coeficiente de convecção é .

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre transferência de calor usando aletas de resfriamento feitas de cobre. Temos duas superfícies com temperaturas diferentes e aletas circulares que ajudam a aumentar a transferência de calor entre elas. Para resolver isso, vamos precisar entender de condução de calor nas aletas e convecção no ar ao redor delas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
  • Diâmetro da aleta,
  • Comprimento da aleta,
  • Condutividade térmica do cobre,
  • Temperatura da superfície 1,
  • Temperatura da superfície 2,
  • Temperatura do ar,
  • Coeficiente de convecção,

Passo 3

Vamos calcular a área de superfície da aleta, que é importante para a transferência de calor. As aletas são cilindros, então a área é:
Substituindo os valores:

Passo 4

Agora, vamos calcular a perda de calor por condução através da aleta. A fórmula para a transferência de calor por condução em uma aleta é:
Onde
Substituindo os valores:

Passo 5

Por fim, vamos considerar a transferência de calor por convecção no ar ao redor das aletas. A fórmula para transferência de calor por convecção é:
Onde e . Porém, nesse caso, como as temperaturas são iguais, a transferência por convecção é zero.

Resposta

A transferência de calor total pelas aletas de resfriamento é aproximadamente 157,57 W.

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Resposta:
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