Fenômenos de Transporte, coeficiente de convecção. Radiação. Regime Estacionário.
Sobre a superfície externa do telhado de uma casa, incide um fluxo solar de 0,05 W/cm2. Considere a superfície interna da casa como sendo totalmente isolada e o coeficiente de convecção entre o telhado e o ambiente igual a 16 W/m2.K. Despreze a troca de calor por radiação com a vizinhança e considere regime estacionário e temperatura do ar ambiente igual a 25 °C. Assuma que o telhado absorva toda a radiação solar incidente.
Assinale a alternativa que apresenta corretamente a temperatura do telhado:
Como o telhado absorve todo o fluxo solar, temos que há um fluxo de calor sendo absorvido por ele que vale \(q_{rad}''=0,05\;V/cm^2=500\;W/m^2\). Temos que o telhado troca calor por convecção, sendo \(q_{conv}''=h(T-T_{\infty})\), com \(h=16\;W/m^2K\) e \(T_{\infty}=25°C\). Devemos encontrar a temperatura do telhado \(T\). Como o telhado se encontra isolado na sua parte interna, todo o calor absorvido por radiação deve ser transferido por convecção, ou seja, \(q_{rad}''=q_{conv}''\). Assim, \(500=16\cdot(T-25)\Rightarrow T=56,25\;°C\). Portanto, o telhado se encontra a uma temperatura de \(\boxed{T=56,25°C}\).
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