Durante a ebulição de água saturada, a
, com um calefator elétrico, o fluxo de calor
é estabelecido com a diferença de temperatura
. Qual é o valor de
para a superfície do calefator?
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que durante a ebulição de água saturada a 100 °C, um calefator gera um fluxo de calor de
com uma diferença de temperatura entre a superfície do calefator e a água de
O que a gente quer achar é o coeficiente de transferência de calor na superfície do calefator, que aqui chamam de
. Para isso precisamos usar a relação básica de convecção/ebulição:
Passo 2
Explicando a teoria: em problemas de transferência de calor por convecção (ou ebulição), a taxa de calor por unidade de área
costuma estar relacionada com a diferença de temperatura entre a superfície quente e o fluido ao redor por:
Aqui o
é o coeficiente de transferência de calor – no enunciado,
é chamado de
. Ele diz o quanto de calor passa por metro quadrado de superfície para cada grau de diferença de temperatura.
Passo 3
Agora é só isolar
na fórmula:
Passo 4
Substituindo os valores numéricos:
Fazendo a conta:
Resposta
O coeficiente de transferência de calor na superfície do calefator é