Enunciado

60 – Reconsidere o Prob. 2-59. Usando EES (ou outro programa), trace a taxa de transferência de calor como função da condutividade térmica do bastão no intervalo de 1 W m ⋅ K a 400 W m ⋅ K . Discuta os resultados.

Passo 1

Encontre a taxa de transferência de calor através da haste usando a equação (1),

Q ˙ = T 1 - T 2 R t c

Aqui,  T 1   é a temperatura da superfície inferior,  T 2 é a temperatura da superfície superior da haste cilíndrica sólida e  R t c é a resistência térmica devido à condução.

Encontre resistência térmica devido à condução usando a equação,

R t h = L A k

= L π 4 D 2 k

Aqui,  L  é o comprimento da haste cilíndrica,  D  é o diâmetro da haste e  k  é a condutividade térmica da haste.

Substitua 0,15   m por  L  , 0,05   m por  D .

R t h = - 0,15 π 4 × 0,05 m 2 k

= 76,39 k

Passo 2

Substitua  95   ℃ por  T 1   20 ℃ para  T 2   na equação (1)

Q ˙ = T 1 - T 2 R t c

= 95 - 20 76,39 k

= 0,9818   k

Passo 3

Agora tabule a taxa de transferência de calor em diferentes valores de condutividade térmica.

Passo 4

Agora plote o gráfico entre a taxa de transferência de calor e a condutividade térmica,

A partir do gráfico, observa-se que, à medida que a condutividade térmica aumenta, a taxa de transferência de calor aumenta.

Resposta

A partir do gráfico, observa-se que, à medida que a condutividade térmica aumenta, a taxa de transferência de calor aumenta.

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