O ar aquecido a 150^circ C flui sobre uma placa mantida a 50^circ C. O coeficiente de transferência de calor por convecção forçada é de 75 W / m^2 K. Calcule a taxa de transferência de calor para a placa através de uma área igual a 2 m^2.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre o calor que passa do ar quente para uma placa mais fria. A gente vai usar a Lei do Resfriamento de Newton, que basicamente diz que a taxa de transferência de calor depende do coeficiente de transferência de calor, da área da superfície e da diferença de temperatura entre o fluido e a superfície.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o que já foi dado:
  • Temperatura do ar quente ( ) =
  • Temperatura da placa ( ) =
  • Coeficiente de transferência de calor por convecção ( ) =
  • Área da placa ( ) =

Passo 3

Agora, vamos calcular a diferença de temperatura ( De) entre o ar e a placa:
(Note que a diferença de temperatura em Celsius é a mesma em Kelvin.)

Passo 4

Vamos aplicar a fórmula da Lei do Resfriamento de Newton para encontrar a taxa de transferência de calor ( Q = h cdot A cdot De):
Q = 75 W / m^2 K times 2 m^2 times 100 K
Substituindo os valores que temos:

Passo 5

Agora, é só fazer a conta:
Q = 75 times 2 times 100 = 15,000 W

Resposta

A taxa de transferência de calor para a placa é de 15 000 W.

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