Ar ambiente a 20 °C escoa sobre um objeto esférico quente de 30 cm de diâmetro a uma velocidade de 4,2 m/s. Considerando que a temperatura média da superfície do objeto é 200 °C, o coeficiente médio de transferência de calor por convecção durante esse processo é:

(Para o ar, use , , , , )

Todas as propriedades que iremos precisar para a questão já nos foi fornecida! Então vamos lá.

Para calcularmos o coeficiente médio de transferência de calor, precisamos correlaciona-lo com o número de Nusselt. Entretanto, antes de podermos partir para o cálculo de Nusselt em si, precisamos começar pelo número de Reynolds.

Logo, começando pelo número de Reynolds, temos:

Correlacionando agora o número de Nusselt e o coeficiente , temos:

E..... não existe nenhuma letra que confira com a nossa resposta. O que foi que aconteceu então? Erramos nas contas ou tem erro na questão?

Bom, as duas hipóteses estão erradas. Acertamos todas as contas e não tem erro na questão. Sim, não tem erro, temos erros, no plural!!!

O primeiro é o coeficiente de condutividade térmica do ar. Ele na verdade é 0,02514 (tem um zero a mais), e corresponde a temperatura de filme de 20 °C (podem checar na tabela A-15). Corrigindo isto, o nosso coeficiente vira:

O que já parece com a letra b).... E é exatamente neste ponto que temos o segundo erro da questão. Os coeficientes não são multiplicados por mil, isto é, em kW. O bom senso e as práticas nos dizem que, para as condições do problema, um coeficiente na ordem de 15700 é muito alto!

Então, se corrigirmos a condutividade e trocarmos por , temos a nossa resposta, que corresponde a letra b).