OZISIK, M. Necati. Transferência de Calor - um texto básico. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan S.A., 1990. p. 661 p. Uma vara fina, comprid...

Para determinar a taxa de transferência de calor da vara para o ar ambiente, podemos utilizar a Lei de Resfriamento de Newton, que relaciona a taxa de transferência de calor com a diferença de temperatura entre a superfície da vara e o ar ambiente: q = h * A * (Ts - Ta) Onde: q = taxa de transferência de calor (W) h = coeficiente de transferência de calor (W/m².K) A = área da superfície da vara (m²) Ts = temperatura da superfície da vara (K) Ta = temperatura do ar ambiente (K) Para calcular a área da superfície da vara, podemos utilizar a fórmula da área da superfície lateral de um cilindro: A = 2 * pi * r * L Onde: r = raio da vara (m) L = comprimento da vara (m) Assumindo que a vara é muito longa em relação ao seu diâmetro, podemos considerar que a transferência de calor ocorre apenas na direção radial, e que a temperatura da vara varia linearmente ao longo do seu raio. Nesse caso, podemos utilizar a seguinte expressão para a temperatura da superfície da vara em função da distância r do centro da vara: Ts = T1 + (T2 - T1) * (r / R) Onde: T1 = temperatura da extremidade fixa da vara (K) T2 = temperatura da superfície livre da vara (K) R = raio da vara (m) Substituindo os valores dados na questão, temos: r = 0,005 m L = infinito (assumindo que a vara é muito longa) k = 380 W/m.K h = 15 W/m².K T1 = 200 + 273 = 473 K T2 = 30 + 273 = 303 K R = 0,01 m A = 2 * pi * r * L = 0,01 * pi m² Ts = T1 + (T2 - T1) * (r / R) = 473 + (303 - 473) * (0,005 / 0,01) = 388 K Substituindo na equação da taxa de transferência de calor, temos: q = h * A * (Ts - Ta) = 15 * 0,01 * pi * (388 - 303) = 201,6 W Portanto, a alternativa correta é a letra B) 201,6 W.