Enunciado

Responda ao seguinte exercício usando as relações de transferência de calor:

(a) Com relação a Fig. 1, determine a taxa líquida de troca radiante, em W, para ε = 0,8, A = 0,125 m², T b = 475   K e T s = 298 K.

(b) Com relação a Fig. 2, determine a taxa de transferência de calor por convecção da superfície para o ar, em W, para h= 10 W/m².K, A = 0,125 m², T b = 305 K e T f = 298 K.

Passo 1

Fala, pessoal!! Tudo beleza? Vamos fazer mais essa questão de transferencia de calor!

Vamos começar pera letra (a).

Nela é pedida a taxa líquida de transferência de calor por radiação.

Mas qual é a fórmula da taxa de transferencia de calor por radiação?

É essa aqui:

Q ˙ e = ε ∙ σ ∙ A ∙ [ T b 4 - T s 4 ]

A fórmula nós já temos, mas e os dados? Foram dados alguns no enunciado, se liga:

ε = 0,8 A = 0,125   m ² T b = 475   K T s = 298   K

Show! Mas tá faltando uma coisa né? Isso mesmo! Tá faltando o σ . Esse σ é a constante de Stefan-Boltzmann, ela vale aproximadamente σ = 5,67 × 10 - 8   W / m 2 . K 4 .

Agora sim podemos substituir tudo na equação e achar a taxa:

Q ˙ e = 0,8 ∙ 5,67 × 10 - 8 ∙ 0,125 ∙ [ 475 4 - 298 4 ]

Q ˙ e = 243,83   W

Bem tranquilo né?

Passo 2

Para a letra (b) vamos fazer a mesma coisa! Mas dessa vez ele quer a taxa de transferência de calor por convecção, então temos que usar a fórmula da convecção:

Q ˙ c = h ∙ A ∙ [ T b - T f ]

Vamos dar uma olhada nos dados:

h = 10   W / m 2 . K A = 0,125   m ² T b = 305 K T f = 298   K

Opa! Dessa vez já temos tudo que precisamos. Que beleza! Vamos substituir:

Q ˙ c = 10 ∙ 0,125 ∙ [ 305 - 298 ]

Q ˙ c = 8,75   W

Pronto! É só isso aí. Já podemos ir para a próxima questão!

Resposta

(a) Q ˙ e = 243,83   W

(b) Q ˙ c = 8,75   W

Ver Outros Exercícios desse livro