Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 89
Rolamentos de aço inoxidável (ρ = 8085 kg/m³ e cp = 0,480 kJ/kg∙°C) com diâmetro de 1,2 cm devem ser temperados em água a uma taxa de 800 por minuto. Os rolamentos deixam o forno a uma temperatura uniforme de 900 °C e são expostos ao ar a 25 °C por algum tempo antes de serem imersos na água. Considerando que a temperatura dos rolamentos cai a 850 °C antes da têmpera, determine a taxa de transferência de calor dos rolamentos para o ar.
Passo 1
Assume-se que a massa específica e o calor específico dos rolamentos de aço são constantes, e a temperatura das bolas é uniforme no final do processo. Assim, como não há trabalho sendo realizado no sistema e o calor é transferido dos rolamentos para o ambiente, equação de balanço de energia é dado por:
Passo 2
Agora, vamos calcular a transferência de calor de uma bola para o ambiente. A massa de cada bola é dada por:
O calor liberado é:
Passo 3
Agora para calcular a transferência de calor para todas as bolas, faz-se: