Enunciado

16. Um ferro de 800   W é deixado na tábua de passar com sua base exposta ao ar. Cerca de 85 % do calor gerado no ferro é dissipado por meio de sua base, cuja superfície é de 150   c m 2 . O restantes 15 % são dissipados por meio de outras superfícies. Assumindo a transferência de calor da superfície para ser uniforme determine ( a ) a quantidade de calor do ferro que se dissipa durante um período de 2   h o r a s , em k W h ( b ) o fluxo de calor na superfície da base de ferro em W / m 2 , e ( c ) o custo total da energia elétrica consumida durante o período de 2   h o r a s . Assuma que o custo unitário de energia elétrica é de U S $   0,07 / k W h .

Passo 1

(a) Supondo que 800   W seja a quantidade de calor dissipada em 1   h , podemos determinar qual a quantidade em   2   h

Como o exercício pede em k W h

1600   W h 1   k W 1000   W = 1,6   k W h

Passo 2

(b) Vamos utilizar a seguinte equação

Q ˙ = q ˙ A

Lembrando de converter a área da base em metros

150   c m 2 1   m 2 10000   c m 2 = 150 × 10 - 4   m 2

Aplicando os valores

800 = q ˙ ∙ 150 × 10 - 4

q ˙ = 53333,333   W / m 2

Mas apenas 85 %   desse valor refere-se ao fluxo de calor da base

Passo 3

(c) Para determinar o custo durante 2   h , custando U S   $   0,07 / k W h

Resposta

  1. Q ˙ = 1,6   k W h
  2. q ˙ = 45333,33   W / m 2
  3. U S $   0,112
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