Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 141
Uma resistência elétrica do tipo fio metálico com 50 cm de comprimento e diâmetro de 0,2 cm submersa em água é usada para determinar experimentalmente o coeficiente de transferência de calor na ebulição da água a 1 atm. A temperatura da superfície do fio é de 130 °C quando um amperímetro indica um consumo de potência elétrica de 4,1 kW. Assim, o coeficiente de transferência de calor é
- 43.500 W/(b) 137 W/
- 68.330 W/(d) 10.038 W/
- 37.540 W/
Passo 1
Temos que durante a ebulição da água a convecção atua para a transferência de calor. A taxa da transferência de calor por convecção é dada pela Lei de Newton do Resfriamento expressa por
onde, é o coeficiente de transferência de calor, A é a área do fio, é a temperatura na superfície do fio e é a temperatura longe da superfície do fio.
Passo 2
A área do fio é dada pela área de um cilindro expressada por
Passo 3
Temos que a temperatura de ebulição da água a 1 atm é 100 °C, essa temperatura será a temperatura longe da superfície do fio, assim:
A resposta distanciou um pouco das opções dadas pelo enunciado do problema, porém, é justificável pelas aproximações utilizadas durante o cálculo. Como não há alternativas próximas uma da outra, a que fica mais próxima do nosso resultado é a alternativa (a).
Resposta
A alternativa correta é a alternativa (a) 43.500 W/.