Dentro de um tubo de 5 cm de diâmetro e 1 m de comprimento, com a temperatura da superfície mantida a
, fluí água pressurizada a
. Se o coeficiente de transferência de calor entre a água e o tubo for
, determine a taxa de transferência de calor do tubo para a água.
Passo 1
O enunciado pede a taxa de calor transferido do tubo para a água por convecção forçada. Vamos usar a lei de resfriamento de Newton, que requer o coeficiente convectivo
, a área de troca
e a diferença de temperatura entre a parede do tubo e a água.
Passo 2
A área interna do tubo é a superfície cilíndrica. Como o diâmetro interno é
e o comprimento é
, temos
Passo 3
A diferença de temperatura entre a parede do tubo, mantida a
, e a água, a
, é
Passo 4
Pela lei de Newton para convecção,
onde
é a taxa de transferência de calor.
Passo 5
Substituindo os valores:
Resposta
A taxa de transferência de calor é aproximadamente
.