71. Um tubo de água quente d e   5   c m de diâmetro externo e 10   m de comprimento a 80   ° C está perdendo calor para o ar em torno de   5   ° C por convecção natural, com coeficiente de transferência de calor de 25   W / m 2 ∙ K . Determine a taxa de perda de calor do tubo por convecção natural.

Passo 1

Primeiro sabemos que o mecanismo de transferência de calor nesse caso é convevção, porque fala sobre a transferência de calor através de um fluído e um corpo sólido.

Q ˙ c o n v = k A s ( T s - T ∞ )

Onde o T s é a temperatura da superfície e T ∞ temperatura do fluído.

Passo 2

Para utilizar a fórmula, temos que primeiramente determinar a área

A = π ∙ 0,5 ∙ L

Convertendo o diâmetro em metros

5   c m 1   m 100   c m = 5 × 10 - 2   m

Aplicando os valores temos

A = π ∙ 5 × 10 - 2 ∙ 10

A = 1,57   m 2

Passo 3

Agora vamos utilizar a fórmula da convecção

Q ˙ c o n v = k A s ( T s - T ∞ )

Aplicando os valores na equação

Q ˙ c o n v = 25 ∙ 1,57 ( 80 - 5 )

Q ˙ c o n v = 39,25 ∙ 75

Q ˙ c o n v = 2943,75   W

Resposta

Q ˙ c o n v = 2943,75   W

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