Vapor sai a 40°C da turbina de uma central elétrica a vapor para ser condensado em um grande condensador por água de resfriamento fluindo através dos tubos de cobre de diâmetro interno de 1 cm e 1,5 cm de diâmetro externo, a uma temperatura média de 20°C. O calor de condensação da água a 40°C é de . Os coeficientes de transferência de calor são no lado do vapor e no lado da água. Determine o comprimento do tubo necessário para condensar o vapor a uma taxa de

Para calcular a área nós vamos usar o comprimento equivalente a 1 m e depois vamos comparar o valor obtido aqui com o calor total, ok?

A área interna da seção transversal é dada por:

Para a área externa nós levamos em consideração o diâmetro externo do tubo:

Beleza !! Próximo passo?

Agora vamos substituir nas fórmulas e achar nossas tão queridas resistências:

Sabendo que podemos adaptar as resistências:

Substituindo:

Como estão todas em série, a resistência total é dada por:

Agora sim nós conseguimos saber qual será a perda de calor para o ambiente.

Usamos a fórmula do calor:

Substituindo:

Como a variação em graus Celsius e kelvin é a mesma:

Então, em 1 metro de tubo de cobre ocorre a troca de 125,26 W de calor, tranquilo?

Então:

Agora vamos guardar esta informação!!

Legal ! Já sabemos quanto calor é trocado por metro e agora vamos achar a troca total de calor que ocorre, ok?

Para isso nós vamos usar a taxa de calor necessário para condensar o vapor.

Se não se lembram da fórmula não tem problema! Lá vai ela:

Pelo problema sabemos que:

Substituindo:

Em W:

Agora que sabemos disso podemos achar o comprimento simplesmente dividindo o calor total pelo calor por metro de tubo:

Substituímos:

E é isso aí, galera !!