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Uma placa delgada tem uma face isolada e a outra face exposta ao sol. A face exposta absorve radiação solar de 800 W/m e a dissipa tanto por convec...

Uma placa delgada tem uma face isolada e a outra face exposta ao sol. A face exposta absorve radiação solar de 800 W/m e a dissipa tanto por convecção como por radiação para o ar ambiente a 300K. Se a emissividade da superfície da placa for de 0,9 e o coeficiente de transferência de calor convectivo entre a placa e o ar for de 12 W/m .°C, determinar K a temperatura da placa, em ( ).


154 W; 16.7 °C;
114 W; 19,2 °C;

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Material de estudo 2
10 pág.

Fenômenos de Transporte I Universidade Nove de JulhoUniversidade Nove de Julho

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Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação da conservação de energia para a placa delgada: Q_abs - Q_conv - Q_rad = 0 Onde: Q_abs = taxa de absorção de energia solar pela placa Q_conv = taxa de transferência de calor por convecção da placa para o ar ambiente Q_rad = taxa de transferência de calor por radiação da placa para o ar ambiente Substituindo os valores dados: Q_abs = 800 W/m² Q_conv = h*(T_placa - T_ar) = 12*(T_placa - 300) Q_rad = ε*σ*(T_placa^4 - T_ar^4) = 0,9*5,67e-8*((T_placa+273)^4 - (300+273)^4) Onde: h = coeficiente de transferência de calor convectivo entre a placa e o ar T_placa = temperatura da placa T_ar = temperatura do ar ambiente ε = emissividade da superfície da placa σ = constante de Stefan-Boltzmann Substituindo as equações acima na equação da conservação de energia, temos: 800 - 12*(T_placa - 300) - 0,9*5,67e-8*((T_placa+273)^4 - (300+273)^4) = 0 Resolvendo essa equação, encontramos: T_placa = 16,7 °C Portanto, a alternativa correta é a letra B) 16,7 °C.

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