Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 102
Considere duas xícaras de café idênticas, uma sem açúcar e outra cheia de açúcar no fundo. Inicialmente, ambas estão na mesma temperatura. Se forem deixadas dessa forma, qual xícara de café esfriará mais rápido?
Passo 1
Para entender o mecanismo de transferência de calor e dizer qual esfriará mais rápido devemos pensar quais são as resistências envolvidas em cada processo. Para a primeira xícara de café (sem açúcar), teremos transferência de calor apenas pela convecção natural do café. Tudo bem?
Passo 2
Vamos agora para a segunda xícara (com açúcar no fundo). Neste caso, teremos a convecção natural do café e, também a condução de calor através da camada de açúcar. Devemos agora avaliar se a camada de açúcar favorece ou atrapalha a transferência de calor.
Passo 3
O açúcar é um composto formado por ligações covalentes. Materiais com essa característica são conhecidos por serem bons isolantes. Então, é certo afirmar que o açúcar é um isolante e dificulta a transferência de calor. Certo?
Por esse motivo, a troca de calor na segunda xícara possui uma intensidade menor em relação à primeira e, por isso esfriará mais devagar.
Resposta
A xícara sem açúcar esfriará mais rápido.