Uma placa em liga de alumínio (2024), aquecida até uma temperatura uniforme de 227°C, é resfriada enquanto permanece suspensa em posição vertical em uma sala cujo ar ambiente e a vizinhança se encontram a 27°C. A placa é quadrada, com 0,3 m de lado e 15 mm de espessura. Sua emissividade é de 0,25.

(a) Desenvolva uma expressão para a taxa de variação de temperatura da placa com o tempo, admitindo que a temperatura seja uniforme em qualquer tempo.

(b) Determine a taxa inicial de resfriamento (K/s), quando a temperatura da placa é de 227°C.

(a) Pelo balaço de energia na superfície do prato temos que:

Qual são as formas de transferência de calor que estão acontecendo na superfície da placa com o ambiente? Radiação e convecção, certo?

Note que nas áreas de convecção e radiação tivemos que adicionar um valor “2” ali pois há troca de calor pela parte da frente e de trás. Note que ignoramos a área relacionada a espessura, uma vez que essa área é bemmmm pequenininha, show?

(b) Para avaliar (dT/dt), estimamos então inicialmente o valor de . Temos a seguinte equação para o escoamento dado em placas planas verticais

Lembrando que

Portanto,

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