Enunciado

Gera-se calor uniforme em um material radioativo de formato esférico com 3 cm de diâmetro a uma taxa de 15   W / c m 3 . O calor é dissipado para o meio ao redor a 25 °C, com coeficiente de transferência de calor de 120   W / m 2 ⋅ K . A temperatura da superfície do material durante operação permanente é

  1. 56 °C
  2. 84 °C
  3. 494 °C
  4. 650 °C
  5. 108 °C

Passo 1

Podemos aplicar diretamente a fórmula desenvolvida no capítulo para este caso. Como temos uma esfera sob condução de calor unidimensional, em regime permanente, com geração de calor e condutividade térmica constante, sabemos que a temperatura na sua superfície é dada por:

T s = T ∞ + e ˙ g e r 3 h r 0

Substituindo os valores das constantes, temos:

T s = 25 + 15 ⋅ 10 6 3 ⋅ 120 ⋅ 0,015

T s = 650   ° C

E a resposta é a letra d)!

Resposta

Letra d).

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