Uma superfície de apresenta temperatura de e está em contado com um meio fluido de temperatura igual a , considerando que o coeficiente de transferência de calor entre a superfície e o meio seja de . Determine o fluxo de calor.

Passo 1

Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. A gente tem uma superfície de área ² que está a e em contato com um fluido que está a . O coeficiente de transferência de calor entre a superfície e o fluido é de . Nosso objetivo aqui é determinar o fluxo de calor, ou seja, quanta energia térmica está sendo transferida por segundo dessa superfície para o fluido.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a fórmula que relaciona esses valores. O fluxo de calor ( ) pode ser calculado usando a equação da transferência de calor por condução ou convecção:
Onde:
  • é o fluxo de calor (em watts, W),
  • é o coeficiente de transferência de calor (em W/(m·°C)),
  • é a área da superfície (em m²),
  • é a diferença de temperatura entre a superfície e o fluido (em °C).
Essa fórmula basicamente nos diz que o calor transferido depende de quão eficiente é a transferência (representada por ), da área envolvida e da diferença de temperatura.

Passo 3

Agora, vamos identificar os valores que já temos:
  • ,
  • ²,
  • Temperatura da superfície = ,
  • Temperatura do fluido = .
Primeiro, calculamos a diferença de temperatura ( ):
í

Passo 4

Agora que temos todos os valores, vamos substituir na fórmula:
²

Passo 5

Fazendo as contas:

Resposta

O fluxo de calor é de .

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