Uma caldeira industrial é constituída de duas paredes planas, com as seguintes características:
A parede 1 está exposta a um ambiente a 220ºC e cujo coeficiente de transferência de calor por convecção é 25 W m-2K-1. A parede 2 está exposta a um ambiente a 20ºC e cujo coeficiente de transferência de calor por convecção é 20 W m-2K-1. Nessas condições, o fluxo de calor que atravessa a parede da caldeira, em W m-2, é aproximadamente, igual a:
A)
1300
B)
1800
C)
2000
D)
500
E)
1000
O fluxo de calor que atravessa a parede da caldeira pode ser calculado utilizando a Lei de Fourier, que relaciona a transferência de calor com a condutividade térmica, a área da parede e a diferença de temperatura entre os ambientes. Assim, temos: Q = k * A * (T1 - T2) / d Onde: Q = fluxo de calor (W/m²) k = condutividade térmica (W/mK) A = área da parede (m²) T1 = temperatura do ambiente quente (K) T2 = temperatura do ambiente frio (K) d = espessura da parede (m) Substituindo os valores fornecidos na questão, temos: Para a Parede 1: Q1 = 5 * 1 * (220 + 273 - 20 - 273) / 0,2 = 1300 W/m² Para a Parede 2: Q2 = 1 * 1 * (20 + 273 - 220 - 273) / 0,07 = -500 W/m² O sinal negativo indica que o fluxo de calor está indo da Parede 2 para o ambiente frio. Como o fluxo de calor total é dado pela soma dos fluxos de calor em cada parede, temos: Qtotal = Q1 + Q2 = 1300 - 500 = 800 W/m² Portanto, a alternativa correta é a letra E) 1000.
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Transferência de Calor e Massa
•UNINGÁ
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