Durante a ebulição de água saturada, a Ts=100^circ C, com um calefator elétrico, o fluxo de calor q=7 times 10^5 W / m^2 é estabelecido com a diferença de temperatura De. Qual é o valor de Cs f 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
q = 7times10^5;W/m^2
com uma diferença de temperatura entre a superfície do calefator e a água de
De
O que a gente quer achar é o coeficiente de transferência de calor na superfície do calefator, que aqui chamam de q = Csf,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 q = h,l(Tsuperfície - Tfluidor) costuma estar relacionada com a diferença de temperatura entre a superfície quente e o fluido ao redor por:
í
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 q = Csf,De na fórmula:

Passo 4

Substituindo os valores numéricos:
Csf = 7times10^5;W/m^2104;K
Fazendo a conta:
Csf approx 6,73times10^3;W/(m^2cdot K)

Resposta

O coeficiente de transferência de calor na superfície do calefator é
boxedCsf approx 6,7times10^3;W/(m^2cdot K)

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