Ar a 25 °C escoa sobre um tubo de 4 cm de diâmetro e 1,7 m de comprimento na velocidade de 4 m/s. Um fluido refrigerante a -15 °C escoa no interior do tubo, e a temperatura da superfície do tubo é essencialmente a mesma que a temperatura do refrigerante no interior. As propriedades do ar na temperatura média são , , . A taxa de transferência de calor para o tubo é:

1. 126 W
2. 245 W
3. 302 W
4. 415 W
5. 556 W

Todas as propriedades que iremos precisar para a questão já nos foi fornecida! Então vamos lá.

A transferência de calor ocorre por convecção para o tubo. Portanto, para determinarmos a taxa de transferência de calor, temos que utilizar aquela boa e velha fórmula da convecção, isto é:

Mas percebam que nos falta o . Então o trabalho da questão é calculá-lo. Começaremos então pelo número de Reynolds. Logo,

Agora, vamos utilizar a relação de Churchill e Bernstein, pois . Portanto, correlacionando o número de Nusselt e o coeficiente , temos:

Por fim, a taxa de transferência de calor é:

Percebam que no final, no cálculo do , invertemos o sinal. No final, nosso interesse era o módulo da taxa, e não a sua direção (de fora para dentro do tubo).

Logo, temos a letra c).