Ed
há 23 horas
Para resolver essa questão, precisamos calcular o fluxo de calor através da parede do reator. A fórmula básica para o fluxo de calor (Q) através de uma superfície é dada por: \[ Q = U \cdot A \cdot \Delta T \] onde: - \( U \) é o coeficiente global de transferência de calor, - \( A \) é a área da superfície, - \( \Delta T \) é a diferença de temperatura entre o interior e o exterior. 1. Cálculo da área (A): O reator é cúbico com 2 m de lado, então a área de uma face é \( 2 \, m \times 2 \, m = 4 \, m² \). Como o reator tem 6 faces, a área total é: \[ A = 6 \times 4 \, m² = 24 \, m² \] 2. Cálculo da diferença de temperatura (\( \Delta T \)): \[ \Delta T = T_{interior} - T_{exterior} = 600°C - 20°C = 580°C \] 3. Cálculo do coeficiente global de transferência de calor (U): O coeficiente global \( U \) é a soma dos coeficientes de película interno e externo, considerando que a resistência térmica da parede é desprezível: \[ U = \frac{1}{\frac{1}{h_{in}} + \frac{1}{h_{out}}} \] Onde \( h_{in} = 45 \, kcal/h.m².°C \) e \( h_{out} = 5 \, kcal/h.m².°C \): \[ U = \frac{1}{\frac{1}{45} + \frac{1}{5}} \] \[ U = \frac{1}{\frac{1 + 9}{45}} = \frac{45}{10} = 4.5 \, kcal/h.m².°C \] 4. Cálculo do fluxo de calor (Q): Agora podemos calcular \( Q \): \[ Q = U \cdot A \cdot \Delta T \] \[ Q = 4.5 \, kcal/h.m².°C \cdot 24 \, m² \cdot 580°C \] \[ Q = 4.5 \cdot 24 \cdot 580 \] \[ Q = 62640 \, kcal/h \] Portanto, a resposta correta é: A) 62640,4 kcal/h.