Certo dispositivo eletrônico apresenta área exposta de
. De forma a garantir a temperatura dessa superficie não ultrapasse
quando a temperatura ambiente é de
, deve ser removido calor a taxa de
.
a) Determine o valor do coeficiente de transferência de calor convectivo para essa situação.
a) Determine o valor do coeficiente de transferência de calor convectivo para essa situação.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que temos um dispositivo eletrônico com uma área exposta de
. A gente quer que a temperatura dessa superfície não passe de
quando a temperatura ambiente é de
. Para isso, precisamos remover calor a uma taxa de
. O que a gente precisa encontrar aqui é o coeficiente de transferência de calor convectivo para essa situação. Isso faz parte da matéria de Transferência de Calor, especificamente da Convecção.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que está acontecendo. A transferência de calor por convecção depende de como o calor é removido da superfície do dispositivo para o ambiente. O coeficiente de transferência de calor convectivo, geralmente denotado por
, nos ajuda a quantificar essa taxa de transferência de calor.
A fórmula que relaciona todos esses elementos é a Lei de Resfriamento de Newton, que é:
Onde:
-
é a taxa de transferência de calor (em watts, W) -
é o coeficiente de transferência de calor convectivo (em W/m²·K) -
é a área da superfície (em m²) -
é a diferença de temperatura entre a superfície e o ambiente (em Kelvin, K)
Passo 3
Vamos identificar cada um desses valores no nosso problema:
-
(taxa de remoção de calor) -
. Precisamos converter isso para metros quadrados: -
(a diferença de temperatura)
Passo 4
Agora, vamos rearranjar a fórmula da Lei de Resfriamento de Newton para resolver
:
Assim, basta substituir os valores que identificamos:
Passo 5
Vamos calcular o denominador primeiro:
Agora, dividimos
por esse valor:
Resposta
O coeficiente de transferência de calor convectivo é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Classificar os seguintes subconjuntos do
em LI ou LD (Justifique):
d)
Gabarito: d) LD
d)
Gabarito: d) LD
Dê exemplo de:
Quatro vetores: e
, sendo
L.I.,
L.I.,
e
não são combinação linear de
e
e
L.D.
Quatro vetores:
Determine os subespaços do
gerados pelos seguintes conjuntos de vetores:
Determinar um operador linear
cuja imagem é gerada por
e
.