Como é considerado o fluxo térmico quando a transferência de calor por convecção se dá de ou para uma superfície no sólido por ela delimitado?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão está perguntando como a gente considera o fluxo térmico quando a transferência de calor por convecção acontece de ou para uma superfície sólida que está delimitando esse processo. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é fluxo térmico, como funciona a convecção e como essas duas coisas se relacionam quando estamos lidando com superfícies sólidas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é fluxo térmico. Fluxo térmico é basicamente a quantidade de calor que passa por uma determinada área em um certo período de tempo. É como a quantidade de água que passa por uma torneira em um minuto, mas com calor.

Passo 3

Agora, sobre convecção. A convecção é um modo de transferência de calor que ocorre em fluidos (líquidos ou gases) devido ao movimento do próprio fluido. Por exemplo, quando você esquenta uma panela, o ar quente sobe e o frio desce, formando correntes que ajudam a distribuir o calor.

Passo 4

Quando a convecção ocorre próximo a uma superfície sólida, essa superfície pode estar recebendo calor (aquecendo) ou perdendo calor (esfriando) para o fluido ao seu redor. O fluxo térmico por convecção é calculado usando a seguinte fórmula:
Onde:
  • é o fluxo térmico (W/m²),
  • é o coeficiente de transferência de calor por convecção (W/m²·K),
  • é a temperatura da superfície sólida (K ou °C),
  • é a temperatura do fluido longe da superfície (K ou °C).

Passo 5

O sinal do fluxo térmico indica a direção do fluxo de calor:
  • Se é positivo, significa que o calor está saindo da superfície sólida para o fluido (a superfície está esquentando o fluido).
  • Se é negativo, o calor está entrando na superfície sólida vindo do fluido (a superfície está sendo resfriada pelo fluido).

Passo 6

Portanto, ao considerar o fluxo térmico por convecção em uma superfície sólida, a gente usa essa equação para determinar a quantidade de calor que está sendo transferida, levando em conta a temperatura da superfície, a temperatura do fluido e a capacidade do fluido de transferir calor (representada pelo coeficiente ).

Resposta

O fluxo térmico por convecção numa superfície sólida é calculado pela equação , onde indica a quantidade de calor transferido por unidade de área, dependendo da diferença de temperatura entre a superfície e o fluido e do coeficiente de transferência de calor . Se for positivo, o calor sai da superfície para o fluido, e se for negativo, o calor é transferido do fluido para a superfície.

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