Calcule a taxa de transferência de calor para a água, a
, em uma panela de 20 cm de diâmetro, com uma diferença de temperatura
.
Passo 1
Beleza, vamos lá. A questão pede para calcular a taxa de transferência de calor (ou potência térmica) que vai da panela para a água, sabendo que a água está a
, a panela tem 20 cm de diâmetro e a diferença de temperatura entre o fundo da panela e a água é
.
Conteúdo: transferência de calor por convecção.
O que precisamos:
Conteúdo: transferência de calor por convecção.
O que precisamos:
- Área do fundo da panela
. - Coeficiente de transferência convectiva
(um valor típico para ebulição de água). - Aplicar a lei de Newton do resfriamento
.
Passo 2
Calcular a área do fundo da panela.
O diâmetro é , então
O diâmetro é
Passo 3
A teoria: na convecção (ou ebulição), a taxa de calor é
onde
-
é o coeficiente convectivo (W/m²·K), -
é a área de contato (m²), -
é a diferença de temperatura (K ou °C).
Para água fervendo em ebulição nucleada costuma-se usar
.
Passo 4
Agora é só colocar os números:
Resposta
A taxa de transferência de calor é aproximadamente
.