QUESTÃO 25
Uma parede de 10 cm de espessura tem uma temperatura de
em uma extremidade, enquanto o outro lado troca calor por convecção com um meio externo, cuja temperatura é de
. Admitindo que a condutividade térmica da parede é igual a
e que a taxa de transferência de calor na parede vale
, qual é o coeficiente de troca de calor por convecção, em W/m
, do meio externo?
(A) 0,5
(B) 2
(C) 6
(D) 20
(E) 60
(A) 0,5
(B) 2
(C) 6
(D) 20
(E) 60
Passo 1
O enunciado descreve uma parede plana de espessura
com face quente a
e face fria trocando calor por convecção com um fluido a
. A condutividade térmica é
e a densidade de fluxo de calor é
. Queremos encontrar o coeficiente de convecção
.
Passo 2
Primeiro usamos a lei de condução de Fourier na parede para achar a temperatura da face fria
. Em regime estacionário e unidimensional:
Isolando
:
Substituindo
,
e
:
logo
Passo 3
Agora aplicamos a lei de convecção na face fria:
Isolando
:
Resposta
(C) 6