Enunciado

A temperatura da superfície externa do condensador (grelha preta traseira) de uma geladeira doméstica é de 35   ° C e sua área total de transferência de calor é igual a 1   m 2 . O coeficiente médio de transferência de calor para o ar ambiente a 20   ° C é de 15   W / m 2 K . Quanto calor pode ser removido do condensador para o ambiente durante 15   m i n u t o s de operação da geladeira?

Passo 1

Vamos lá, pessoal! Nós temos um problema de transferência de calor por convecção através daquela serpentina traseira da geladeira, sabe? Olha aí.

Então, o enunciado nos deu a temperatura dessa serpentina, T e = 35   ° C , a temperatura do ambiente, T a m b = 20   ° C , a área A = 1   m 2 e um tempo de operação ∆ T = 15   m i n u t o s . Ah, e ele também nos deu o coeficiente médio de transferência de calor h = 15   W / m 2 K .

Passo 2

Extraímos todos os dados, agora é só jogar na fórmula:

Q ˙ = h A ∆ T

Q ˙ = 15   W / m 2 K 1   m 2 35 - 20 ° C = 225   W

Passo 3

Mas percebe que a questão pediu a quantidade de calor que pode ser removido naquele tempo ∆ t = 15   m i n × 60 s = 900   s . E isso que nós encontramos é a taxa de transferência por segundo. Então, basta agora a gente multiplicar pelo tempo para obter a quantidade de calor:

Q = Q ˙ ∆ t = 255 W 900   s

Q = 202,5   k J

Prontinho, vamos pra próxima 😉

Resposta

Q = 202,5   k J

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