Considere um pedaço cilíndrico de carne de cordeiro ( ρ = 1030   k g / m ³ ,   C p = 3,49   k J / k g . K ,   k = 0,456   W / m . K ,   α = 1,3 × 10 - 7 m 2 / s ) de 7,6   c m de diâmetro. Esse pedaço de carne inicialmente a 2 ℃ é colocado em água fervendo a 95 ℃ com coeficiente de transferência de calor de 1200 W / m ² K . O tempo necessário para a temperatura do centro do pedaço de carne aumentar para 75 ℃ é:

(a) 136   m i n .

(b) 21,2   m i n .

(c) 13,6   m i n .

(d) 11   m i n .

(e) 8,5   m i n .

Passo 1

As soluções podem ser verificadas copiando e colando na tela em branco do EES as seguintes linhas:

2*L=0.076 [m]

D=0.03 [m]

rho=1030 [kg/m^3]

c_p=3490 [J/kg-C]

k=0.456 [W/m-C]

alpha=1.3E-7 [m^2/s]

T_i=2 [C]

T_infinity=95 [C]

h=1200 [W/m^2-C]

T_0=75 [C]

Bi_wall=(h*L)/k

lambda_1_wall=1.5552

A_1_wall=1.2731

r_0=D/2

Bi_cyl=(h*r_0)/k

lambda_1_cyl=2.3455

A_1_cyl=1.5993

tau_wall=(alpha*t)/L^2

theta_wall=A_1_wall*exp(-lambda_1_wall^2*tau_wall)

tau_cyl=(alpha*t)/r_0^2

theta_cyl=A_1_cyl*exp(-lambda_1_cyl^2*tau_cyl)

theta=theta_wall*theta_cyl

theta=(T_0-T_infinity)/(T_i-T_infinity)

O programa fornece como resposta a alternativa (d) 11   m i n

Resposta

(d) 11   m i n

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