Calcule o fluxo de transferência de calor por convecção forçada, quando uma resistência de secador de cabelo com área de 0,2 m² está na temperatura de 90 °C e a temperatura ambiente é de 30 °C. O fluxo de transferência será maior ou menor quando a temperatura ambiente estiver em 20 °C? Considere de 100 W/m²K o coeficiente de transferência de calor para o ar.
A. 1000 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é menor.
B. 1600 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é menor.
C. 1200 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor não muda.
D. 1200 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior.
E. 1000 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior.
A. 1000 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é menor.
B. 1600 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é menor.
C. 1200 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor não muda.
D. 1200 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior.
E. 1000 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a pergunta está pedindo. Temos uma resistência de secador de cabelo com uma área de 0,2 m² que está a 90 °C, e a temperatura do ambiente é de 30 °C. Queremos calcular o fluxo de transferência de calor por convecção forçada. Além disso, vamos verificar se esse fluxo aumenta ou diminui quando a temperatura ambiente cai para 20 °C. Para resolver isso, vamos usar a fórmula da transferência de calor por convecção.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula para calcular a transferência de calor por convecção:
Onde:
- $ Q $ é o fluxo de transferência de calor (em watts, W).
- $ h $ é o coeficiente de transferência de calor por convecção (em W/m²K).
- $ A $ é a área da superfície (em m²).
- $ \Delta T $ é a diferença de temperatura entre a superfície e o ambiente (em °C ou K).
Passo 3
Vamos identificar os valores que temos:
- $ h = 100 , W/m²K $
- $ A = 0,2 , m² $
- $ T_s = 90 , °C $ (temperatura da superfície)
- $ T_{\infty} = 30 , °C $ (temperatura ambiente inicial)
A diferença de temperatura $ \Delta T $ é:
Passo 4
Agora, vamos calcular o fluxo de transferência de calor com esses valores:
Passo 5
Agora, vamos analisar o que acontece quando a temperatura ambiente cai para 20 °C. A nova diferença de temperatura $ \Delta T’ $ será:
Vamos calcular o novo fluxo de transferência de calor:
Resposta
A resposta correta é a Opção D: 1200 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior.