Considere uma panela com
de água a
. A base da panela tem diâmetro de
e está sobre a chama do fogão, que fornece calor a uma taxa média de transferência
. Considere para a água um valor médio de Cp de 4,20
e despreze o calor para aquecer o metal da panela. Calcular:
o fluxo de calor médio na base da panela.
o fluxo de calor médio na base da panela.
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que temos uma panela com água (24,1 kg a 18 °C) apoiada sobre o fogão, que manda calor a uma taxa média de
. A base da panela é circular, com diâmetro de 45,5 cm. A pergunta é: “qual é o fluxo de calor médio na base da panela?”.
Conteúdo envolvido: definição de fluxo de calor (densidade de potência térmica), que é simplesmente a potência dividida pela área da superfície. Para resolver a gente vai precisar:
Conteúdo envolvido: definição de fluxo de calor (densidade de potência térmica), que é simplesmente a potência dividida pela área da superfície. Para resolver a gente vai precisar:
- calcular a área da base,
- usar a definição de fluxo de calor,
- botar tudo no esquema e obter o valor em
.
Passo 2
Calcular o raio e a área da base da panela.
- O diâmetro é
. - O raio é
- A área da base, que é um círculo, é
Passo 3
Explicar a teoria de fluxo de calor:
O fluxo de calor médio (também chamado densidade de fluxo) é a potência térmica que passa por unidade de área. A fórmula é
O fluxo de calor médio (também chamado densidade de fluxo) é a potência térmica que passa por unidade de área. A fórmula é
onde
•
•
•
Passo 4
Aplicar a fórmula com os números que temos:
Resposta
O fluxo de calor médio na base da panela é aproximadamente