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Uma aleta de seção quadrada com lado igual a 10 mm e comprimento 30 mm está fixada em uma placa metálica cuja temperatura superficial é igual a 80 ...

Uma aleta de seção quadrada com lado igual a 10 mm e comprimento 30 mm está fixada em uma placa metálica cuja temperatura superficial é igual a 80 ºC. Suponha que a aleta seja constituída por material com condutividade térmica igual a 30 W/mK, que ela esteja imersa em ar a 20 ºC e que o coeficiente de transmissão de calor por convecção entre a aleta e o ar seja igual a 15 W/m2K. Adotando a hipótese de que é aceitável a aplicação do modelo matemático no qual considera que ocorre transferência de calor por convecção, determinar a temperatura na extremidade da aleta, em (ºC). Grupo de escolhas da pergunta 80,5 ºC 80,5 ºC 74,2 ºC 74,2 ºC

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação da eficiência da aleta: η = tanh(mL) / (mL) Onde: m = √(hP/kA) L = comprimento da aleta P = perímetro da aleta A = área da seção transversal da aleta h = coeficiente de transferência de calor por convecção k = condutividade térmica do material da aleta Substituindo os valores dados na equação, temos: P = 4 x lado = 4 x 10 mm = 40 mm A = lado² = 10 mm x 10 mm = 100 mm² = 0,0001 m² L = 30 mm = 0,03 m h = 15 W/m²K k = 30 W/mK m = √(hP/kA) = √(15 x 40 x 10^-3 / (30 x 10^-3 x 0,0001)) = 1,936 mL = 1,936 x 0,03 = 0,0581 Substituindo na equação da eficiência, temos: η = tanh(mL) / (mL) = tanh(0,0581) / 0,0581 = 0,999 A eficiência da aleta é muito próxima de 1, o que indica que a transferência de calor por convecção é muito eficiente. Portanto, podemos considerar que a temperatura na extremidade da aleta é igual à temperatura da placa metálica, que é de 80 ºC. Resposta: Alternativa A) 80,5 ºC.

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