Em relação ao sistema do Problema 1, se a diferença de temperatura entre a placa e o ambiente aumentar
, o fluxo aumentará na mesma proporção? Justifique sua resposta utilizando a Lei de Resfriamento de Newton.
Passo 1
O enunciado pergunta se, segundo a Lei de Resfriamento de Newton, um aumento de
na diferença de temperatura entre a placa e o ambiente implica um aumento de
no fluxo de calor. O conteúdo envolvido é a Lei de Newton para convecção, que diz que o fluxo de calor convectivo é proporcional à diferença de temperatura.
Passo 2
Segundo a Lei de Resfriamento de Newton, o fluxo de calor convectivo pode ser escrito como
onde:
— é o fluxo de calor;
— é o coeficiente de transferência de calor por convecção (assumido constante);
— é a área de troca;
— é a diferença de temperatura.
—
—
—
—
Passo 3
Se chamarmos de
a diferença de temperatura inicial, o fluxo inicial é
Aumentando a diferença em
, temos
Logo, o novo fluxo é
Resposta
Sim. Mantendo o coeficiente convectivo
e a área
constantes, um aumento de
em
provoca exatamente um aumento de
no fluxo de calor, pois
é proporcional a
.