Considere uma placa plana de 100 mm de comprimento e 50 mm de largura que está eletricamente aquecida e a máxima temperatura permissível no centro da placa é 135ºC (graus Celsius). Adotar que a fonte de calor será dos dois lados da placa plana. Calcule a taxa de calor transferido por convecção para o ar atmosférico a 25ºC (graus Celsius) e o coeficiente de película de 6,03 kcal/h.m2.C. A. 6,633kcal/h. B. 3,3165 kcal/h. C. 6633kcal/h. D. 66,33kcal/h. E. 33,165kcal/h.
Passo 1
Então, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma placa plana com 100 mm de comprimento e 50 mm de largura que está sendo aquecida eletricamente. A temperatura máxima permitida no centro da placa é 135ºC. A fonte de calor vem dos dois lados da placa, e queremos calcular a taxa de calor que está sendo transferida por convecção para o ar atmosférico, que está a 25ºC. Para isso, vamos usar a fórmula da transferência de calor por convecção, que envolve o coeficiente de película ($ h
A
\Delta T $).
Passo 2
Primeiro, vamos converter as dimensões da placa de milímetros para metros, porque o coeficiente de película está dado em kcal/h.m².C. Assim:
- Comprimento: 100 mm = 0,1 m
- Largura: 50 mm = 0,05 m
Passo 3
Agora, vamos calcular a área de uma face da placa:
Passo 4
Como a fonte de calor está dos dois lados da placa, a área total envolvida na transferência de calor será o dobro da área de uma face:
Passo 5
A diferença de temperatura ($ \Delta T $) entre a placa e o ar atmosférico é de:
Passo 6
Agora, vamos usar a fórmula da transferência de calor por convecção:
Substituindo os valores:
Passo 7
Fazendo os cálculos:
Resposta
A. 6,633kcal/h.