Enunciado

Água quente flui por um tubo de PVC ( k = 0,092   W / m ⋅ K ) cujo diâmetro interno mede 2 cm e o externo 2,5 cm. A temperatura da superfície interna do cano é 50 °C, e a temperatura na superfície externa é 20 °C. A taxa de transferência de calor por unidade de comprimento do tubo é

  1. 77,7   W / m
  2. 89 , 5   W / m
  3. 98 , 0   W / m
  4. 112   W / m
  5. 168   W / m

Passo 1

Vamos lá. Estamos analisando a condução de calor em um tubo cilíndrico sob condução unidimensional em regime permanente, sem geração de calor e com condutividade térmica constante. A taxa de transferência de calor sob essas condições pode ser expressa por:

Q ˙ = 2 π k L T 1 - T 2 ln ⁡ r 2 r 1

Como queremos a taxa de transferência de calor por unidade de comprimento, vamos dividir ambos os lados pelo comprimento L do tubo. Com isto, temos:

Q ˙ L = 2 π k T 1 - T 2 ln ⁡ r 2 r 1

Agora, basta substituir os valores das constantes e obter a nossa resposta! Portanto,

Q ˙ L = 2 π ⋅ 0,092 ⋅ 50 - 20 ln ⁡ 2,5 2

Q ˙ L = 77,7   W / m

O que corresponde a letra a)!

Resposta

Letra a).

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

A parede plana mostrada na figura, com propriedades constantes e sem geração interna de calor, está inicialmente a uma temperatura uniforme T i . De repente, a superfície emx=L é aquecida por um fluid
Uma grande placa de espessura 2 L encontra-se a uma temperatura uniforme T i =200 ° C , quando é subitamente imersa em um banho líquido com temperatura T ∞=20 ° C . A transferência de calor para o líq
Considere a distribuição de temperaturas em regime estacionário no interior de uma parede composta pelos Materiais A e B .O processo condutivo é unidimensional. No interior de qual material ocorre ger
Considere as condições associadas ao Problema 2.60 , mas agora com um processo convectivo no qual T ∞T 0 .(a) Em coordenadas T–x , esboce as distribuições de temperaturas para as seguintes condições:
Uma parede plana, com propriedades constantes, está inicialmente a uma temperatura uniforme T 0 . De repente, a superfície em x=L é exposta a um processo convectivo com um fluido a T ∞ T 0 , com um co