17. Uma placa de circuito de 15   c m × 20   c m abriga, em sua superfície, 120   c h i p s lógicos, estreitamente espaçados, cada um dissipando 0,12   W . Considerando que a transferência de calor a partir da superfície de baixo da placa é desprezada, determine ( a ) a quantidade de calor que essa placa de circuito dissipa durante um período de 10   h o r a s , em k W , e b o fluxo de calor na superfície dela, em W / m 2 .

Passo 1

( a ) Primeiro vamos determinar quantidade de calor para os 120   c h i p s

Agora, supondo que 14,4   W seja a quantidade de calor dissipada em 1   h , podemos determinar qual a quantidade em 10   h

Porém o exercício fala em k W , então

144   W 1   k W 1000   W = 0,144   k W

Esse valor é por hora, 0,144   k W / h .

Passo 2

(b) Primeiro precisamos relembrar a fórmula do fluxo de calor

Q ˙ = q ˙ ∙ A

Para utilizar a fórmula, temos que primeiramente determinar a área

A = b ∙ h

Aplicando os valores temos

A = 15 ∙ 20

A = 300   c m 2

Porém o exercício fala em m 2 , então

300   c m 2 1   m 2 10000   c m = 300 × 10 - 4   m 2

Passo 3

Agora vamos utilizar a fórmula da taxa de transferência de calor

Q ˙ = q ˙ ∙ A

Reorganizando para determinar o fluxo de calor temos

q ˙ = Q ˙ A

q ˙ = 14,4 300 × 10 - 4

q ˙ = 480   W / m 2

Resposta

  1. Q ˙ = 0,144   k W / h
  2. q ˙ = 480   W / m 2
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