1) 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 a...

a) Para determinar o fluxo de calor por unidade de comprimento, podemos utilizar a Lei de Fourier da condução de calor, que é dada por: 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, podemos calcular a área de transferência de calor da seguinte forma: A = 2 * pi * r * L Onde: r = raio do tubo (m) L = comprimento do tubo (m) Substituindo os valores, temos: r = (50 - 2*2)/2 / 1000 = 0,023 m L = 1 m A = 2 * pi * 0,023 * 1 = 0,144 m² Agora, podemos calcular o gradiente de temperatura: dT/dx = (85 - 29,6) / (0,043 * 0,01) = 1.279,07 K/m Substituindo os valores na equação da Lei de Fourier, temos: q = -0,055 * 0,144 * 1.279,07 = -1,076 W/m Portanto, o fluxo de calor por unidade de comprimento é de 1,076 W/m. b) Para determinar o coeficiente de convecção, podemos utilizar a Lei de Resfriamento de Newton, que é dada por: 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 isolante (K) Ta = temperatura ambiente (K) Substituindo os valores, temos: q = -1,076 / 0,144 = -7,47 W/m² Ts = 85 + 273,15 = 358,15 K Ta = 20 + 273,15 = 293,15 K A = pi * (0,05/2)^2 - pi * (0,05/2 - 0,002)^2 = 0,0014 m² Substituindo os valores na equação da Lei de Resfriamento de Newton, temos: -7,47 = h * 0,0014 * (358,15 - 293,15) Simplificando, temos: h = 10,8 W/m².K Portanto, o coeficiente de convecção é de 10,8 W/m².K.