Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 140
Uma placa de circuito integrado com 10 cm de altura e 20 cm de largura abriga em sua superfície 100 chips próximos uns dos outros, cada um gerando calor a uma taxa de 0,08 W e transferindo calor por convecção para o ar ambiente a 25 °C. A transferência de calor a partir da superfície traseira da placa é desprezível. Considerando que o coeficiente de transferência de calor por convecção da superfície da placa é de 10 W/ e a transferência de calor por radiação é desprezível, a temperatura média da superfície dos chips será
- 26 °C(b) 45 °C(c) 15 °C
(d) 80 °C(e) 65 °C
Passo 1
Temos que a expressão para a transferência de calor por convecção é dada pela lei de Newton do resfriamento dada a seguir
onde, é o coeficiente de transferência de calor da superfície da placa, A é a área da placa, é a temperatura na superfície da placa e é a temperatura longe da superfície da placa.
Passo 2
Temos 100 chips na placa, um próximo do outro, gerando calor a uma taxa de 0,08 W cada, logo, os 100 chips estarão gerando 8 W de calor.
Temos uma placa retangular de 0,1 m de altura por 0,2 m de largura. A área de uma superfície retangular é dada por
Passo 3
Rearranjando a expressão da lei de Newton do Resfriamento para encontrarmos a temperatura da superfície da placa, temos:
Substituindo os dados
Resposta
Assim, a alternativa correta é a letra (e) 65 °C.