A superfície de uma placa de aço de 8 m^2 é mantida a uma temperatura de 150^circ C. Uma corrente de ar é soprada por um ventilador e passa por sobre a superfície da placa. O ar se encontra a uma temperatura de 25^circ C. Calcular a taxa de transferência de calor trocado por convecção, entre a placa e o ar, considerando um coeficiente de troca de calor por convecção de 150 W / m^2 K.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma placa de aço com uma área de 8, m^2 que está mantida a 150^circ C. Um ventilador está soprando ar a 25^circ C sobre essa placa. Nosso objetivo aqui é calcular quanta energia térmica está sendo transferida da placa para o ar por meio da convecção. Para isso, vamos usar a fórmula da transferência de calor por convecção, que envolve o coeficiente de troca de calor por convecção.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula que usamos para calcular a taxa de transferência de calor por convecção. A fórmula é:
Q = h times A times De
Onde:
  • Q é a taxa de transferência de calor (em watts, W),
  • h é o coeficiente de troca de calor por convecção (em W/m^2cdotK),
  • A é a área da superfície através da qual o calor está sendo transferido (em m^2),
  • De é a diferença de temperatura entre a superfície e o fluido (em Kelvin, K).

Passo 3

Agora, vamos calcular a diferença de temperatura, De. Essa diferença é entre a temperatura da placa e a temperatura do ar:
De
Estamos usando Kelvin aqui, mas como estamos lidando com uma diferença de temperatura, a mudança é a mesma em Celsius ou Kelvin.

Passo 4

Com todos os valores em mãos, vamos substituir na fórmula:
  • h = 150, W/m^2cdotK
  • A = 8, m^2
  • De
Então:
Q = 150, W/m^2cdotK times 8, m^2 times 125, K
Vamos multiplicar isso:
Q = 150 times 8 times 125 = 150 times 1000 = 150,000, W

Passo 5

Portanto, a taxa de transferência de calor por convecção entre a placa e o ar é de 150.000 watts ou 150 kW.

Resposta

A taxa de transferência de calor por convecção é de 150,000, W (150 kW).

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