Um circuito integrado usado em um computador dissipa 3 W de potência em um ambiente a 120^{\circ} \mathrm{F} e tem uma superfície de transferência de calor de 0,08 \mathrm{in}^{2}. Supondo que a transferência de calor a partir da superfície seja uniforme e que toda a potência do chip é convertida em calor:
o fluxo de calor na superfície do chip.

Passo 1

O enunciado diz que o chip dissipa 3 W de potência em calor através de sua superfície, cuja área é 0,08 in ^2. Como a distribuição é uniforme, queremos achar o fluxo de calor superficial, isto é, a densidade de fluxo q'', definida por
q''=\frac{Q}{A}.

Passo 2

Identificamos os dados:
Q = 3\\ \text{W}, \quad A = 0{,}08\\ \text{in}^2.
Para usar o Sistema Internacional, vamos converter A para metros quadrados. Sabemos que
1\\ \text{in}^2 = 6{,}4516\times10^{-4}\\ \text{m}^2,
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A = 0{,}08 \times 6{,}4516\times10^{-4} = 5{,}1613\times10^{-5}\\ \text{m}^2.

Passo 3

Agora calculamos q'' em \text{W}/\text{m}^2:
q'' = \frac{3}{5{,}1613\times10^{-5}} \approx 5{,}82\times10^{4}\\ \frac{\text{W}}{\text{m}^2}.

Passo 4

Se for conveniente expressar o fluxo em \text{W}/\text{in}^2, basta usar a área original:
q'' = \frac{3\\ \text{W}}{0{,}08\\ \text{in}^2} = 37{,}5\\ \frac{\text{W}}{\text{in}^2}.

Resposta

O fluxo de calor na superfície do chip é
q'' \approx 5{,}82\times10^{4}\\ \frac{\text{W}}{\text{m}^2} \quad(\text{equivalente a }37{,}5\\ \tfrac{\text{W}}{\text{in}^2}).

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