Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 88
Considere um ferro elétrico de 1000 W cuja base é feita de liga de alumínio 2024-T6 com a espessura de 0,5 cm (ρ = 2770 kg/m³ e cp = 875 J/kg∙°C). A placa de base tem superfície de 0,03 m². Inicialmente, o ferro está em equilíbrio térmico com o ar ambiente a 22 °C. Considerando que 90% do calor gerado nos fios da resistência são transferidos para a placa, determine o tempo mínimo necessário para a temperatura da placa atingir 200 °C.
Passo 1
Sabe-se que 90% do calor gerado pelos fios de resistência é transferido para a placa de alumínio de ferro elétrico. Como ele é transferido do ambiente para o sistema (placa de alumínio), o calor é dado por:
Passo 2
Precisa-se da informação sobre a massa do sistema. Essa informação é obtida por:
Passo 3
Para esse sistema, a equação de balanço de energia é dada por:
Assim, o tempo mínimo para a temperatura da placa atingir 200 °C é: