Enunciado

Em uma unidade de produção, placas de latão quadradas 2 X 2 pés e espessura de 1,2 pol (ρ = 532,5 lbm/pé e cp = 0,091 Btu/lbm.°F), inicialmente a uma temperatura uniforme de 75 °F, são aquecidas quando passam por um forno a 1300 °F, a uma taxa de 300 por minuto. Considerando que as placas permanecem no forno até que sua temperatura média sobe para 1000 °F, determine a taxa de transferência de calor para as placas no forno.

Passo 1

Primeiro precisamos saber a massa de cada placa de latão. Então temos que:

m = ρ V = ρ L A = 532,5 ⋅ 1,2   p o l 12   p é s ⋅ 2 ⋅ 2 = 213   l b m

Passo 2

A equação de balanço de energia para o sistema pode ser expressa por:

Q i n = Δ U p l a c a = m u 2 - u 1 = m c ( T 2 - T 1 )

O calor transferido para cada placa é:

Q i n = 213 ⋅ 0,091 ⋅ 1000 - 75 = 17930   B t u / p l a c a

A taxa de transferência de calor para as placas será:

Q ˙ i n = n ˙ p l a c a Q i n   p o r   p l a c a = 300 ⋅ 17930 = 5379000   B t u / min ⁡ = 89650   B t u / s

Resposta

Q ˙ i n = 89650   B t u / s

Ver Outros Exercícios desse livro