Em um reator nuclear, calor é gerado em uma barra de combustível cilíndrica de urânio de 1 cm de diâmetro a uma taxa de de 4 ⋅ 10 7   W / m 3 . Determine a diferença de temperatura entre o centro e a superfície da barra de combustível.

Passo 1

Bom, queremos determinar a variação máxima entre o centro e a superfície de um cilindro. Para resolvermos esta questão, podemos usar a fórmula já desenvolvida no livro. Ela nos diz que esta diferença é expressa por:

Δ m á x , c i l i n d r o = e ˙ g e r 4 k r 0 2

Agora é só aplicarmos os valores nesta fórmula! Mas calma. A questão nos deu o raio r 0 , deu a taxa de geração de calor e ˙ g e r , mas qual é o valor da condutividade térmica???

Quer dizer que esta questão é impossível de resolver por falta de dados??? E a resposta é: não! Precisamos ir na tabela A-3 do livro para buscar este dado. Como a barra é de urânio, pegamos desta tabela um valor aproximado de k igual a 27,6   W / m ⋅ K . Agora simmmm! Fazendo as contas, temos:

Δ T m á x , c i l i n d r o = 4 ⋅ 10 7 4 ⋅ 27,6 ⋅ 0,005 2 = 9,1   ° C

E essa é a nossa resposta!

Resposta

Δ T m á x , c i l i n d r o = 9,1   ° C

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados