Indique a alternativa correta (justifique):
Líquidos, em geral, tornam as aletas mais eficientes do que gases.
Líquidos, em geral, tornam as aletas mais eficientes do que gases.
Passo 1
O enunciado pergunta se a afirmação “Líquidos, em geral, tornam as aletas mais eficientes do que gases” é correta.
Conteúdo: transferência de calor por convecção em aletas (fins) e eficiência de aleta.
O que vamos precisar:
Conteúdo: transferência de calor por convecção em aletas (fins) e eficiência de aleta.
O que vamos precisar:
- Definir eficiência de aleta.
- Ver a fórmula que envolve o coeficiente de convecção
. - Analisar como valores de
(maiores em líquidos, menores em gases) afetam essa eficiência.
Passo 2
Primeiro, o que é eficiência de aleta?
A eficiência de uma aleta mede o quanto ela realmente troca calor em comparação com a situação ideal (toda a aleta à temperatura da base). Em fórmula:
A eficiência
Quando
, a aleta seria “perfeita”; valores menores que 1 indicam que parte da aleta não contribui tanto.
Passo 3
Para uma aleta de perfil retangular e desprezando perda de calor na ponta, temos a expressão clássica:
com
-
: comprimento da aleta, -
: perímetro molhado da aleta, -
: seção transversal, -
: condutividade térmica do material da aleta, -
: coeficiente de convecção.
Passo 4
Agora, liga isso ao fluido:
- Em líquidos,
é grande. Então fica grande, , e . Logo - Em gases,
é pequeno. Então e usamos para , dando
Portanto, a eficiência de aletas em líquidos (alto
) fica baixa, enquanto em gases (baixo
) fica mais próxima de 1.
Resposta
A afirmação é falsa. Líquidos, tendo coeficiente de convecção maior, reduzem a eficiência da aleta em relação a gases.