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
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:
-
, -
, - Temperatura da superfície =
, - Temperatura do fluido =
.
Primeiro, calculamos a diferença de temperatura (
):
Passo 4
Agora que temos todos os valores, vamos substituir na fórmula:
Passo 5
Fazendo as contas:
Resposta
O fluxo de calor é de
.