Um tubo oco fino de aço inoxidável com diâmetro interno de
e externo de 8 mm é aquecido com uma intensidade de corrente de 250 A . A superfície exterior do tubo é isolada e todo o calor gerado na parede do tubo é transferido através da sua superfície interior. A resistência específica,
, e a condutividade térmica do aço são
e
, respetivamente. Para o calor de geração, adote:
Calcule:
(b) A queda de temperatura através da parede.
(b) A queda de temperatura através da parede.
Passo 1
Beleza, temos um tubo oco de aço inox com diâmetro interno
e externo
. Passa uma corrente de
, todo o calor (efeito joule) gerado na parede vai ser conduzido pra dentro do tubo e não escapa por fora (superfície externa isolada).
Conteúdo da matéria:
Conteúdo da matéria:
- Efeito Joule (calor gerado por corrente):
. - Condução de calor em cilindro cilíndrico (resistência térmica radial):
.
O que precisamos:
- Calcular a resistência elétrica
da parede do tubo usando a resistividade . - Calcular
. - Calcular a resistência térmica radial
. - Multiplicar
por pra achar a queda de temperatura .
Passo 2
Calcular a resistência elétrica da parede do tubo:
A área da seção transversal da parede é
A área da seção transversal da parede é
Convertendo dim. para metros:
,
.
A resistividade é
.
Passo 3
Calcular o calor gerado total
:
Ou seja, por metro de tubo (
),
.
Passo 4
Calcular a resistência térmica radial do cilindro (espessura da parede):
Raio exterior , interior
. Condutividade térmica
.
Raio exterior
Passo 5
Agora, a queda de temperatura através da parede é
Resposta
A queda de temperatura através da parede do tubo é de aproximadamente
.