Uma placa de cobre com de espessura, de comprimento e de largura encontra-se na posição horizontal. Sua superfície superior é aquecida pelo sol e troca calor com o ar por convecção. A taxa de radiação solar absorvida pela placa é de .
A superfície inferior da placa troca calor por convecção com o ar. Os coeficientes de transferência de calor entre o ar e as superfícies superior e inferior da placa são e , respectivamente.
Determine a temperatura da placa no equilíbrio, sabendo a temperatura do ar é . Suponha que gradientes de temperatura na placa possam ser desprezados.
Passo 1
No equilíbrio , fazendo o balando de energia na placa, temos que:
Nesse caso, temos calor entrando na placa através da radiação solar, e o calor está saindo da placa por convecção tanto na superfície superior, quanto na superfície inferior. Logo:
Passo 2
Substituindo os valores, teremos:
Perceba que utilizamos os valores de em mesmo o valor de estando em . Isso acontece porque diferenças de temperatura são equivalentes nas duas escalas. Vamos fazer em só pra você ficar ligado.