Em uma indústria de panificação, a massa de bolo é colocada em formas retangulares de alumínio e levada para assar em fornos contínuos a 185^circ C, com aquecimento somente na base inferior do forno e ventilação forçada. Nesse sistema de assamento, a transferência de calor © ocorre principalmente por condução pelo material das formas e pela convecção do ar no forno.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está falando. Temos uma indústria de panificação onde a massa de bolo é colocada em formas de alumínio e levada para assar em fornos que estão a 185°C. O forno esquenta só pela base e tem ventilação forçada. Neste processo, o calor é transferido principalmente de duas maneiras: por condução através das formas de alumínio e por convecção no ar do forno. Vamos usar os conceitos de condução e convecção da termologia para analisar essa transferência de calor.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre condução térmica. Condução é a transferência de calor dentro de um material sólido. No nosso caso, o alumínio da forma está conduzindo o calor da base do forno para a massa do bolo. A fórmula que descreve a condução de calor é dada pela Lei de Fourier:
Qcondução = k cdot A cdot Deçã
Onde:
  • çã é a taxa de transferência de calor por condução (em watts, W).
  • é a condutividade térmica do material (no caso, alumínio).
  • é a área pela qual o calor está sendo transferido.
  • é a diferença de temperatura entre as duas extremidades (base do forno e massa do bolo).
  • é a espessura da forma de alumínio.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre convecção térmica. Convecção é a transferência de calor por meio de um fluido em movimento, que no nosso caso é o ar dentro do forno. A fórmula para a transferência de calor por convecção é:
Qconvecção = h cdot A cdot Deçã
Onde:
  • çã é a taxa de transferência de calor por convecção (em watts, W).
  • é o coeficiente de transferência de calor por convecção.
  • é a área da superfície onde ocorre a transferência de calor.
  • é a diferença de temperatura entre a superfície e o fluido (ar do forno).

Passo 4

Para encontrar a transferência total de calor ( Qtotal = Qcondução + Qconvecção ), a gente precisa somar as contribuições da condução e da convecção:
Qtotal = k cdot A cdot Deçãçã
Então substituindo as fórmulas que usamos:

Passo 5

Vamos simplificar essa expressão. Podemos fatorar Qtotal = A cdot De:
Isso nos dá uma fórmula geral para calcular a transferência total de calor na forma retangular de alumínio dentro do forno.

Resposta

A transferência total de calor é dada por:
Qtotal = A cdot De
Onde cada termo representa a contribuição da condução e da convecção para o aquecimento da massa de bolo no forno.

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