Uma chapa metálica quadrada de 50 cm de lado e emissividade 0,8 deve ser mantida a
, através de aquecimento elétrico, em um ambiente onde as paredes e o ar estão a
. Estimando o coeficiente de convecção por sobre a face exposta da placa igual a
e considerando que a outra face está perfeitamente isolada, determinar a potência do módulo de aquecimento.
Passo 1
O problema é um balanço de energia para manter uma chapa quadrada de lado
à temperatura constante de
, em ambiente a
. A chapa perde calor por convecção e radiação numa única face (a outra está isolada) e temos emissividade
e coeficiente de convecção
. Vamos calcular a potência elétrica igual à soma dessas duas perdas.
Passo 2
Calculamos a área da face exposta e convertemos temperaturas para Kelvin:
Passo 3
Perda por convecção é dada por
Substituindo:
Passo 4
Perda por radiação é
com
. Calculando:
Passo 5
A potência elétrica necessária é a soma
Resposta
A potência do módulo de aquecimento deve ser aproximadamente
.