80 – A resistência de um aquecedor de usado para ferver água é um fio com condutividade térmica , diâmetro e comprimento . Considerando que a temperatura da superfície externa do fio da resistência é , determine a temperatura no centro.
Passo 1
Encontre a taxa de geração de calor por unidade de volume usando a equação.
Aqui, é o raio do fio de resistência, a energia gerada no fio do aquecedor é e é o comprimento do fio.
Dessa forma,
Passo 2
Encontre a temperatura central do fio usando a equação 2-71.
Aqui é a temperatura da superfície do fio, é a condutividade térmica do fio e a temperatura no centro do fio.
Substitua pelos valores fornecidos no enunciado,
Portanto, a temperatura central do fio é .