1. Calcule o fluxo de transferência de calor por convecção forçada, quando uma resistência de secador de cabelo com área de 0,2 \mathrm{~m}^{2} está na temperatura de 90^{\circ} \mathrm{C} e a temperatura ambiente é de 30^{\circ} \mathrm{C}. O fluxo de transferência será maior ou menor quando a temperatura ambiente estiver em 20^{\circ} \mathrm{C} ? Considere de 100 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} \mathrm{Ko} coeficiente de transferência de calor para o ar.
    A. 1000 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} quando a temperatura do ambiente está em 30^{\circ} \mathrm{C}. Quando a temperatura cai para 20^{\circ} \mathrm{C}, a transferência de calor por convecção é menor.
    B. 1600 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} quando a temperatura do ambiente está em 30^{\circ} \mathrm{C}. Quando a temperatura cai para 20^{\circ} \mathrm{C}, a transferência de calor por convecção é menor.
    C. 1200 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} quando a temperatura do ambiente está em 30^{\circ} \mathrm{C}. Quando a temperatura cai para 20^{\circ} \mathrm{C}, a transferência de calor não muda.
    D. 1200 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} quando a temperatura do ambiente está em 30^{\circ} \mathrm{C}. Quando a temperatura cai para 20^{\circ} \mathrm{C}, a transferência de calor por convecção é maior.
    E. 1000 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} quando a temperatura do ambiente está em 30^{\circ} \mathrm{C}. Quando a temperatura cai para 20^{\circ} \mathrm{C}, a transferência de calor por convecção é maior.

Tópico 6: Teoria Cinética dos Gases

Passo 1

O enunciado pede o fluxo de calor por convecção forçada numa resistência de secador. Temos:
  • área A=0,2\\ \mathrm{m}^2
  • temperatura da superfície T_s=90^\circ\mathrm{C}
  • temperatura ambiente inicial T_{\infty1}=30^\circ\mathrm{C}
  • coeficiente de transferência convectiva h=100\\ \mathrm{W/(m^2\,K)}
    A fórmula que une tudo é
Q = h\,A\,(T_s - T_\infty).

Passo 2

Cálculo do fluxo quando T_\infty=30^\circ\mathrm{C}:
Q_1 = 100\cdot 0,2\cdot(90 - 30) = 100\cdot 0,2\cdot 60 = 1200\\ \mathrm{W}.

Passo 3

Cálculo do fluxo quando T_\infty=20^\circ\mathrm{C}:
Q_2 = 100\cdot 0,2\cdot(90 - 20) = 100\cdot 0,2\cdot 70 = 1400\\ \mathrm{W}.

Passo 4

Como Q_2=1400\\ \mathrm{W} > Q_1=1200\\ \mathrm{W}, o fluxo de calor aumenta ao diminuir a temperatura ambiente de 30^\circ\mathrm{C} para 20^\circ\mathrm{C}.

Resposta

D. 1200\\ \mathrm{W/m^2} quando o ambiente está a 30^\circ\mathrm{C}. Quando cai para 20^\circ\mathrm{C}, a transferência de calor por convecção é maior.

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