Enunciado

Uma placa fina de metal e isolada na superfície posterior e sua superfície frontal e exposta a radiação solar. A superfície exposta da placa tem uma absortividade de 0,8 para a radiacao solar. Considerando que a radiação solar incide sobre a placa a uma taxa de 450   W / m 2 e a temperatura do ar da vizinhança e de 25   ° C , determine a temperatura da placa, supondo ainda que o calor perdido por convecção seja igual à energia solar absorvida pela placa. Considere que o coeficiente de transferência de calor por convecção seja de 50   W / m 2 ・ ° C e despreze a perda de calor por radiação.

Passo 1

Note que quando o enunciado diz “supondo que ainda o calor perdido por convecção seja igual à energia solar absorvida pela placa” ele está dizendo para nós que as taxas de transferência de calor são iguais a de convecção e de absolvição do sol.

Q ˙ s o l . a b s o r = Q ˙ c o n v

Substituindo valores nas formulas temos:

α Q ˙ s o l a r = Q ˙ c o n v

0,8 ∙ A ∙ 450 = 50 ∙ A ∙ T s - 25

Note que as unidade das áreas irão se anular, esta tudo bem:

T s = 32,2   ° C

Resposta

T s = 32,2   ° C

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