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A parede de um forno industrial de 10 cm de espessura apresenta uma condutividade térmica igual a 1 W/m°C, e o seu exterior troca calor, por convec...

A parede de um forno industrial de 10 cm de espessura apresenta uma condutividade térmica igual a 1 W/m°C, e o seu exterior troca calor, por convecção, com o ar externo a uma temperatura de 25 °C. No interior desse forno, os produtos de combustão encontram-se a 300 °C, e o coeficiente de troca de calor por convecção é 15 W/m°C. Supondo que a taxa de transferência de calor, na parede, é 750 W/m², o coeficiente de filme do ar externo, em W/m²°C, e a temperatura da superfície interna do forno, em °C, valem respectivamente:

a) 5 e 250
b) 2,0 e 250
c) 0,5 e 300
d) 0,2 e 270
e) 0,1 e 280

💡 1 Resposta

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Vamos analisar as alternativas: A condutividade térmica do ar externo pode ser calculada usando a fórmula: \( q = h \times A \times (T_{int} - T_{ext}) \) Onde: \( q = 750 W/m^2 \) (taxa de transferência de calor) \( A = 10 cm \times 1 m/100 cm = 0,1 m \) (espessura da parede) \( T_{int} = 300 °C \) (temperatura interna) \( T_{ext} = 25 °C \) (temperatura externa) \( h \) é o coeficiente de troca de calor por convecção Usando a fórmula, podemos calcular \( h \): \( 750 = h \times 0,1 \times (300 - 25) \) \( 750 = 27,5h \) \( h = 750 / 27,5 \) \( h ≈ 27,27 W/m^2°C \) Agora, vamos calcular a temperatura da superfície interna do forno: \( q = h \times A \times (T_{int} - T_{ext}) \) Usando os valores calculados anteriormente, podemos encontrar \( T_{int} \): \( 750 = 27,27 \times 0,1 \times (T_{int} - 25) \) \( 750 = 2,727 \times (T_{int} - 25) \) \( T_{int} - 25 = 750 / 2,727 \) \( T_{int} - 25 ≈ 275,06 \) \( T_{int} ≈ 300,06 °C \) Portanto, a resposta correta é: a) 5 e 250

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