Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 3
Um forno de micro-ondas opera segundo o princípio no qual a aplicação de um campo de alta frequência induz um movimento oscilatório nas moléculas eletricamente polarizadas do alimento. O efeito líquido resultante é uma geração, praticamente uniforme, de energia térmica no interior do alimento. Considere o processo de cozimento de um bife com espessura em um forno de micro-ondas e compare esse processo ao cozimento em um forno convencional, no qual cada lado do bife é aquecido por radiação. Em cada caso, a carne deve ser aquecida de a uma temperatura mínima de . Baseie sua comparação em um esboço da distribuição de temperaturas, em instantes de tempo selecionados, para cada um dos processos de cozimento. Em particular, analise o tempo no qual o aquecimento é iniciado, um instante durante o processo de aquecimento, o tempo correspondente ao término do aquecimento, e um tempo passado um longo período do início do processo de resfriamento subsequente.
Passo 1
Fala galera!!
Para resolver essa questão podemos fazer um diagrama esquemático de um bife de carne bovina de de espessura com aquecimento por micro-ondas (interno uniforme) ou aquecimento radiante (superfície uniforme), como mostrado abaixo:
PRESSUPOSTOS:
(1) Condução unidimensional em ;
(2) Geração de calor interna uniforme para micro-ondas;
(3) Aquecimento uniforme de superfícies para fornos radiantes;
(4) A perda de calor da superfície da carne para os arredores é insignificante durante o processo de aquecimento;
(5) Simetria sobre o plano médio.
Passo 2
Podemos observar que no forno Microondas o aquecimento é uniforme e a perda de calor na superfície é insignificante. A distribuição de temperatura permanece quase uniforme. E durante o resfriamento da superfície, a temperatura máxima é no meio do plano. Assim, a distribuição de temperatura usando o aquecimento por micro-ondas pode ser mostrada graficamente da seguinte maneira:
Aqui, é o momento em que o aquecimento é iniciado, é o tempo durante o processo de aquecimento, é o tempo correspondente à conclusão do aquecimento e representa o processo de resfriamento subsequente. A distribuição representa que a carne foi aquecida de a uma temperatura mínima de .
Passo 3
Podemos observar que o aquecimento radiante no forno convencional, cada lado do bife é aquecido por radiação. O interior da carne é aquecido por condução das superfícies mais quentes durante o aquecimento radiante. A temperatura é mais baixa no plano intermediário e a temperatura se torna máxima no plano intermediário se o resfriamento começar. Assim, a distribuição de temperatura usando aquecimento radiante pode ser mostrada graficamente da seguinte maneira:
Aqui, é o momento em que o aquecimento é iniciado, é o tempo durante o processo de aquecimento, é o tempo correspondente à conclusão do aquecimento e representa o processo de resfriamento subsequente. A distribuição representa que a carne foi aquecida de a uma temperatura mínima de .
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)