Calcule o fluxo de transferência de calor por convecção forçada, quando uma resistência de secador de cabelo com área de 0,2 m2 está na temperatura de 90 °C e a temperatura ambiente é de 30 °C. O fluxo de transferência será maior ou menor quando a temperatura ambiente estiver em 20 °C? Considere de 100 W/m2K o coeficiente de transferência de calor para o ar.
A.
1000 W/m2 quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é menor.
B.
1600 W/m2 quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é menor.
C.
1200 W/m2 quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor não muda.
D.
1200 W/m2 quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior.
E.
1000 W/m2 quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior.
Ed
ano passado
Para calcular o fluxo de transferência de calor por convecção forçada, usamos a fórmula: \[ Q = h \cdot A \cdot (T_s - T_a) \] onde: - \( Q \) é o fluxo de calor (W), - \( h \) é o coeficiente de transferência de calor (100 W/m²K), - \( A \) é a área (0,2 m²), - \( T_s \) é a temperatura da superfície (90 °C), - \( T_a \) é a temperatura ambiente (30 °C). Substituindo os valores: \[ Q = 100 \cdot 0,2 \cdot (90 - 30) \] \[ Q = 100 \cdot 0,2 \cdot 60 \] \[ Q = 100 \cdot 12 \] \[ Q = 1200 \, W \] Portanto, quando a temperatura do ambiente está em 30 °C, o fluxo de transferência de calor é de 1200 W. Agora, se a temperatura ambiente cai para 20 °C, o novo cálculo será: \[ Q = 100 \cdot 0,2 \cdot (90 - 20) \] \[ Q = 100 \cdot 0,2 \cdot 70 \] \[ Q = 100 \cdot 14 \] \[ Q = 1400 \, W \] Assim, a transferência de calor por convecção aumenta quando a temperatura ambiente cai para 20 °C. Analisando as alternativas: - A) 1000 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é menor. (Incorreta) - B) 1600 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é menor. (Incorreta) - C) 1200 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor não muda. (Incorreta) - D) 1200 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior. (Correta) - E) 1000 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior. (Incorreta) Portanto, a alternativa correta é: D. 1200 W/m² quando a temperatura do ambiente está em 30 °C. Quando a temperatura cai para 20 °C, a transferência de calor por convecção é maior.
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