Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 47
Considere uma caixa de leite que está refrigerada a uma temperatura de . A temperatura na cozinha em um dia quente de verão é de . Com as quatro paredes laterais da caixa com dimensões (altura) e (largura), determine o calor transferido para a caixa de leite enquanto ela estiver sobre o balcão da cozinha por períodos de , e antes de ser recolocada no refrigerador. O coeficiente convectivo associado à convecção natural nos lados da caixa é . A emissividade destas superfícies é de 0,90. Considere que a temperatura da caixa de leite permaneça a durante o processo. Seus pais falaram com você da importância de resfriar alimentos na perspectiva da segurança alimentar. Comente sobre a importância do rápido retorno da caixa de leite para o refrigerador no ponto de vista da conservação de energia.
Passo 1
Para iniciarmos a resolver essa questão, devemos considerar que o calor é transferido para o leite apenas pelas laterais.
Feito isso, calcularemos a área da caixa de leite exposta à atmosfera sujeita a transferência de calor:
Sendo:
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Temos:
O calor adicionado a caixa de leite pela cozinha quente é calculado da seguinte forma:
Dados:
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Temos:
Passo 2
Calculando o calor transferido para a caixa de leite por 10 segundos:
Passo 3
Calculando o calor transferido para a caixa de leite por 60 segundos:
Passo 4
Calculando o calor transferido para a caixa de leite por 300 segundos:
Passo 5
A refrigeração é importante pois geralmente ao armazenarmos alimentos na geladeira retardamos o seu tempo de deterioração, já que em temperaturas muito baixas as bactérias tendem a morrer.
Comentando sobre o retorno rápido da caixa de leite:
Quando mais tempo a caixa de leite é deixada na cozinha, mais calor é absorvido pelo leite, desse modo, mais quantidade de calor deve ser removida para manter a temperatura constante de refrigeração do leite, assim, mais consumo de energia.
Portanto, devolver rapidamente a caixa de leite à geladeira diminuí o consumo de energia do ponto de vista da conservação de energia.