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Durante um experimento de transferência de calor por convecção em um fluxo de ar sobre uma placa plana, um técnico registra a distribuição de temperatura. Ele nota que o gradiente de temperatura na superfície é um fator chave, pois determina a taxa na qual o fluido, mais influenciado pela parede, pode transportar energia para dentro do fluxo principal. Ele conclui que um campo de fluxo com maior velocidade resultará em um gradiente de temperatura maior e, consequentemente, em uma taxa de transferência de calor superior. Com base na relação entre o gradiente de temperatura na superfície e o coeficiente de transferência de calor por convecção (hc), é correto afirmar que: A A expressão matemática fundamental para o fluxo de calor na superfície, qc′′, relaciona hc com a diferença de temperatura (Ts−T∞), e também com a condutividade térmica do fluido kf e o gradiente de temperatura na parede. B A transferência de calor por convecção só é determinada pela advecção, desprezando a condução próxima à superfície. C Em um fluxo laminar de baixa velocidade, a transferência de calor por convecção tende a ser maior do que em um fluxo turbulento de
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Jackson Alison

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

A questão trata da transferência de calor por convecção sobre uma placa plana e a relação entre o gradiente de temperatura na superfície e o coeficiente de transferência de calor por convecção (hc). Analisando as alternativas apresentadas (mesmo que incompletas, mas com base no que foi dado): A) A expressão fundamental para o fluxo de calor na superfície (qc'') é dada por: qc'' = hc * (Ts - T∞) Além disso, o gradiente de temperatura na parede está relacionado à condutividade térmica do fluido (kf) pela lei de Fourier: qc'' = -kf * (dT/dy) na parede Portanto, a alternativa A está correta ao relacionar hc, a diferença de temperatura e a condutividade térmica com o gradiente de temperatura. B) A transferência de calor por convecção não é determinada apenas pela advecção; a condução térmica próxima à superfície (na camada limite térmica) é fundamental para o processo. C) Em geral, a transferência de calor por convecção é maior em fluxo turbulento do que em fluxo laminar, devido à maior mistura e transporte de calor. Portanto, a alternativa correta é a A.

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