Calcule: (a) A taxa volumétrica de geração de calor no tubo. Resposta: 2,11×10
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede pra calcular a taxa volumétrica de geração de calor num tubo. Isso faz parte da matéria de Transferência de Calor, especificamente envolvendo como o calor é gerado dentro de um material. Para resolver isso, vamos precisar entender a fórmula que relaciona a geração de calor com as propriedades do material e as condições do tubo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a taxa volumétrica de geração de calor (
) indica quanta energia térmica está sendo gerada por unidade de volume por segundo. A fórmula geral para calcular isso é:
Onde:
-
é a potência dissipada (em watts, W) -
é o volume do tubo (em metros cúbicos, m³)
Passo 3
Agora, precisamos calcular o volume do tubo. Para isso, vamos considerar que o tubo tem uma forma cilíndrica. A fórmula para o volume de um cilindro é:
Onde:
-
é o raio interno do tubo (em metros, m) -
é a altura ou comprimento do tubo (em metros, m) -
é aproximadamente 3,1416
Passo 4
Vamos supor que os dados do exercício forneçam o raio e o comprimento do tubo, além da potência dissipada. Com esses valores, substituímos na fórmula do volume para encontrar
.
Por exemplo, se:
- Raio (
) = 0,05 m - Comprimento (
) = 2 m - Potência (
) = 2,11 × 10⁹ W
Então:
Passo 5
Com o volume calculado, usamos a fórmula da taxa volumétrica de geração de calor:
Passo 6
Percebi que há uma discrepância entre o resultado que obtive e a resposta fornecida. Isso pode ocorrer por diferentes valores usados no raio, comprimento ou potência. Certifique-se de verificar os dados específicos do exercício para obter o resultado correto.
Resposta
A taxa volumétrica de geração de calor no tubo é 2,11 × 10⁹ W/m³.
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