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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 105

Um ferro elétrico de 1.000   W e deixado sobre uma tabua de passar roupas com sua base exposta ao ar a 20   ° C . O coeficiente de transferência de calor por convecção entre a superfície da base e o ar da vizinhança e de 35   W / m 2 ・ ° C . Considerando que a base tem uma emissividade de 0,6 e uma area de superficie de 0,02   m 2 , determine a temperatura da base do ferro elétrico.

Passo 1

Temos duas formas de transferência de calor aqui, convecção do ar ia radiação da base, a soma dessas duas formas é a potencia do nosso ferro, ou seja:

Q ˙ = Q ˙ c o n v + Q ˙ r a d = 1000   W

Ágora que temos nossa relação basta substituirmos os valores nas seguintes formulas.

Passo 2

Executando os cálculos:

Q ˙ c o n v + Q ˙ r a d = 1000   W

h A Δ T + ε σ A T x 4 - T σ 4 = 1000

35 ∙ 0,02 ∙ T x - 293 + 0,6 ∙ 0,02 ∙ 5,67 ∙ 10 - 8 ∙ T x 4 - 293 4 = 1000

0,7 ∙ T x - 293 + 0,06804 ∙ 10 - 8 ∙ T x 4 - 293 4 = 1000

Resolvendo por tentativa e erro temos:

T x = 947   K = 674   ° C

Resposta

T x = 947   K = 674   ° C

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