Exercícios Resolvidos de Convecção

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Enunciado

Um automóvel percorre uma estrada num dia em que a temperatura ambiente é - 15   ° C . A temperatura externa do para-brisa é mantida a 2   ° C pelo escoamento de ar quente na superfície interna do para-brisa. Admitindo que a área do para-brisa é 0,5   m 2 e que o coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície externa do para-brisa é 250   W / m 2 K , determine a taxa de transferência de calor para o ambiente externo através do para-brisa.

Passo 1

Fala, minha gente! Prontos para exercitar a teoria com essa questão de convecção?

Essa questão quer saber quanto vale a taxa de calor Q ˙ que atravessa o para-brisa do carro por causa da convecção do ar gelado sobre o vidro quente. Como se trata de uma questão de convecção, podemos calcular essa taxa de calor através da lei de resfriamento de Newton.

Q ˙ = h A T s - T f

onde A é a área do para-brisa, T s é a temperatura da superfície que está sendo resfriada, T f é a temperatura do fluido que está recebendo calor e h é o coeficente de transferência de calor por convecção.

A imagem abaixo mostra quando cada termo vale.

Com esses dados em mãos, podemos partir pro cálculo de Q ˙ no próximo passo.

Passo 2

Para achar Q ˙ , basta substituir as informações que temos na equação que temos:

Q ˙ = h A T s - T f

Q ˙ = 250 × 0,5 × 2 - - 15

Q ˙ = 2125   W

Aeeee! Concluímos a questão!

Resposta

Q ˙ = 2125   W

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