Um fio condutor com diâmetro igual a
, percorrido por uma corrente elétrica, passa através de um ambiente a
com um coeficiente de transferência convectiva de calor de
. A temperatura do condutor deve ser mantida a
. Calcule a taxa de perda de calor por metro de comprimento do condutor com o condutor sem revestimento.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede. A gente tem um fio condutor de diâmetro
(que é
), imerso num ar a
. O coeficiente de convecção é
e queremos manter o fio a
. Precisamos calcular a taxa de perda de calor por metro de fio (ou seja, em
). O conteúdo usado aqui é transferência de calor por convecção, com a fórmula
A gente vai precisar de:
- Converter o diâmetro para metros.
- Calcular a área de troca de calor por metro de comprimento (área lateral do cilindro).
- Aplicar a fórmula de convecção.
Passo 2
Primeiro converte o diâmetro e acha a área lateral do fio por metro de comprimento:
Diâmetro .
Comprimento considerado .
A área lateral de um cilindro (sem tampas) é
Diâmetro
Comprimento considerado
A área lateral de um cilindro (sem tampas) é
Passo 3
Agora aplica a fórmula de convecção
:
Logo,
Resposta
A taxa de perda de calor por metro de comprimento do fio é aproximadamente