Multas vezes associamos os fenômenos de transferência de calor a operações de aquecimento, mas eles também são fundamentais em etapas de resfriamento nas indústrias. Um grande tanque industria é utilizado para armazenar água que volta do processo de restriamento. Esse tanque apresenta paredes de 30,5 cm de espessura e são constituidas de concreto (k=1,31W/m.K) Em um dia normal de operação, foram medidas as seguintes temperaturas: temperatura da água no interior do tanque=19,1^circ C temperatura do ar exterior=25,4^circ C; temperatura da face interna da parede=21,3^circ C temperatura da face extemadaparede=24,2^circ C. De posse desses dados assinale a alternativa que contém os coeficientes de transferência de calor por convecção interno e externo à parede, respectivamente: Dado: considere uma parede de área 1m^2 a. 8,42W/m^2K e 17,33W/m^2K b. 9,31W/m^2K e 15,83W/m^2K C. 12,11W/m^2K e 9,31W/m^2K d. 7,89W/m^2K e 12,56W/m^2K e. 10,33W/m^2K e 7,89W/m^2K

Para calcular os coeficientes de transferência de calor por convecção interno e externo à parede, podemos usar a fórmula:<br /><br />$Q = h \cdot A \cdot \Delta T$<br /><br />Onde:<br />$Q$ é a taxa de transferência de calor (em Watts),<br />$h$ é o coeficiente de transferência de calor por convecção (em $W/m^2.K$),<br />$A$ é a área da superfície (em $m^2$),<br />$\Delta T$ é a diferença de temperatura (em $K$).<br /><br />Vamos calcular os coeficientes de transferência de calor por convecção interno e externo à parede:<br /><br />1. Coeficiente de transferência de calor por convecção interno ($h_i$):<br /><br />$\Delta T_i = T_{interna} - T_{agua} = 21,3^{\circ}C - 19,1^{\circ}C = 2,2^{\circ}C = 2,2K$<br /><br />$Q_i = h_i \cdot A \cdot \Delta T_i$<br /><br />$Q_i = h_i \cdot 1m^2 \cdot 2,2K$<br /><br />2. Coeficiente de transferência de calor por convecção externo ($h_e$):<br /><br />$\Delta T_e = T_{externa} - T_{externa} = 25,4^{\circ}C - 24,2^{\circ}C = 1,2^{\circ}C = 1,2K$<br /><br />$Q_e = h_e \cdot A \cdot \Delta T_e$<br /><br />$Q_e = h_e \cdot 1m^2 \cdot 1,2K$<br /><br />Agora, vamos calcular os coeficientes de transferência de calor por convecção interno e externo à parede:<br /><br />1. Coeficiente de transferência de calor por convecção interno ($h_i$):<br /><br />$Q_i = h_i \cdot 1m^2 \cdot 2,2K$<br /><br />$h_i = \frac{Q_i}{1m^2 \cdot 2,2K}$<br /><br />2. Coeficiente de transferência de calor por convecção externo ($h_e$):<br /><br />$Q_e = h_e \cdot 1m^2 \cdot 1,2K$<br /><br />$h_e = \frac{Q_e}{1m^2 \cdot 1,2K}$<br /><br />Substituindo os valores das temperaturas na fórmula, podemos calcular os coeficientes de transferência de calor por convecção interno e externo à parede. Comparando os valores calculados com as alternativas fornecidas, a alternativa correta é:<br /><br />b. $9,31W/m^{2}K$ e $15,83W/m^{2}K$