O aquecedor interno de um automóvel troca calor entre o fluido quente do radiador e o ar externo mais frio. A vazão da água é grande quando comparada à vazão do ar e sabe-se que a efetividade do aquecedor depende da vazão do ar de acordo com a relação .

a) Se o controle do ventilador for trocado para alto, com a sendo dobrada, determine o aumento percentual no calor adicionado ao interior do automóvel, se as temperaturas de entrada dos dois fluidos permanecerem inalteradas.

b) Para a condição de operação do ventilador com velocidade baixa, o aquecedor aquece o ar externo de 0 a . Quando o ventilador é ajustado em média, a vazão do ar aumenta em 50% e a transferência de calor aumenta em . Ache a nova temperatura de saída do ar.

Letra a)

Começamos o problema realizando um balanço de energia:

O calor perdido pelo fluido quente é igual ao calor ganho pelo fluido frio.

Assim, temos que:

Sendo:

Como a vazão mássica do fluido quente é muito maior que a do fluido frio, nós temos que:

 A efetividade do trocador de calor é dada por:

 Expandindo:

Quando o ventilador é operado em alta velocidade, temos que:

 A razão das taxas de transferência de calor quando o ventilador está operando em condições altas e baixas é dada por:

Simplificando e substituindo os termos:

Desse modo, temos que o aumento percentual do calor adicionado ao carro se o ventilador estiver alto é de .