Um tubo de alumínio com 50 mm de diâmetro externo, com 2 mm de espessura, transporta um fluido quente. Para diminuir as perdas de calor para o ambi...

a) Para determinar o fluxo de calor por unidade de comprimento, podemos utilizar a Lei de Fourier da condução de calor: q = -k * A * (dT/dx) Onde: q = fluxo de calor por unidade de comprimento (W/m) k = condutividade térmica do material (W/m.K) A = área de transferência de calor (m²) dT/dx = gradiente de temperatura (K/m) Considerando que o tubo é cilíndrico, a área de transferência de calor é dada por: A = 2 * pi * r * L Onde: r = raio do tubo (m) L = comprimento do tubo (m) Substituindo os valores, temos: r = (50 - 2) / 2 / 1000 = 0,024 m L = 1 m A = 2 * pi * 0,024 * 1 = 0,151 m² A temperatura na parte externa do isolante é de 29,6ºC, enquanto a temperatura ambiente é de 20ºC, portanto, o gradiente de temperatura é: dT/dx = (85 - 29,6) / (X/100) = 55,4 / (X/100) Substituindo os valores na Lei de Fourier, temos: q = -0,055 * 0,151 * (55,4 / (X/100)) = -0,004 W/m Portanto, o fluxo de calor por unidade de comprimento é de 0,004 W/m. b) Para determinar o coeficiente de convecção externo, podemos utilizar a Lei de Resfriamento de Newton: q = h * A * (Ts - Ta) Onde: q = fluxo de calor por unidade de área (W/m²) h = coeficiente de convecção (W/m².K) A = área de transferência de calor (m²) Ts = temperatura da superfície externa do tubo (K) Ta = temperatura ambiente (K) Substituindo os valores, temos: q = -0,004 W/m A = pi * (50 / 1000) * 1 = 0,157 m² Ts = 85 + 273,15 = 358,15 K Ta = 20 + 273,15 = 293,15 K Isolando o coeficiente de convecção, temos: h = -q / (A * (Ts - Ta)) = 7,6 W/m².K Portanto, o coeficiente de convecção externo é de 7,6 W/m².K.