Oxigénio líquido, que possui um ponto de ebulição de 90 K e um calor latente de vaporização de 214 kJ/kg, é armazenado em um recipiente esférico cuja superfície externa possui um diâmetro de 500 mm e está a uma temperatura de -10°C. O recipiente é guardado em um laboratório cujo ar e paredes se encontram a 25°C.

(a) Se a emissividade da superfície é de 0,20 e o coeficiente de transferência de calor associado à convecção natural na superfície externa do recipiente é de ,qual é a taxa, em kg/s, na qual o vapor de oxigénio deve ser retirado do sistema?

(b)A umidade presente no ar ambiente resultará na formação de gelo sobre o recipiente, causando um aumento na emissividade da sua superfície. Supondo que a temperatura superficial e o coeficiente convectivo permaneçam iguais a —10°C e respectivamente, calcule a taxa de evaporação do oxigénio, em kg/s, em função da emissividade da superfície para valores na faixa de .

Agora vamos substituir algumas equações na equação de balanço de energia, que foi a primeira equação que definimos

Agora e só substituir os valores numéricos

Para finalizar a questão vamos usar um Solve

Vamos tabular os valores de taxa de evaporação obtidos para os valores da emissividade variando entre

Vamos finalizar a questão plotando o gráfico entre a taxa de evaporação de emissividade

Partindo do gráfico, fica claro que o efeito do aumento da emissividade é aumentar a taxa de calor no recipiente, e, portanto, aumentar a taxa de produção de vapor. Para reduzir a perda de oxigênio à produção de vapor, deve-se aplicar isolamento na superfície externa do recipiente .

“O coelho está certo, e ele é claramente o mais inteligente entre vocês!”