Uma corrente elétrica passa através de um condutor horizontal, com de diâmetro e emissividade de , quando este condutor se encontra imerso em água à pressão atmosférica.

(a) Estime a dissipação de potência por unidade de comprimento do condutor necessária para manter sua temperatura superficial em .

(b) Para diâmetros do condutor iguais a e , calcule e represente graficamente a dissipação de potência por unidade de comprimento como uma função da temperatura superficial para . Em uma figura separada, represente a contribuição percentual da radiação como uma função de .

a)

Vamos lá! Iremos usar os dados da tabela para água liquida saturada a e da tabela para vapor d’água, assim temos que a transferência total de calor em função do comprimento é dada por:

, assim de acordo com a figura para um grande assim a ebulição em filme em piscina vai acontecer, assim temos da equação .

Ou

Estimando o coeficiente convectivo a partir da equação , temos:

Isolando , temos:

Calculando agora , temos:

Assim temos que

Por fim, podemos calcular a taxa de transferência de calor que apresentamos antes:

b)

Se fizermos o mesmo processo da letra (a) variando a espessura do fio e a temperatura de superfície desejada chegamos ao seguinte gráfico (recomendo o uso de software para realizar isso pois fazer ponto a ponto é exaustivo):

Isso é tudo pessoal! \o/