Uma aleta cilíndrica com comprimento L=10 cm e diâmetro D=1 cm, é resfriado por uma corrente de ar com uma temperatura de 15 °C. Sob condições nas quais o ar mantém um coeficiente de convecção médio de 50 W/m²K na superfície do cilindro (sem considerar a base), qual é a dissipação de potência máxima admissível se a temperatura superficial não deve exceder os 110°C?
9,2 W
15,3 W
25,1 W
22,1 W
12,5 W
9,2 W
15,3 W
25,1 W
22,1 W
12,5 W
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Explicação:
A dissipação de potência máxima admissível pode ser calculada usando a fórmula:
**Q = h * A * (T_s - T_inf)**
Onde:
- Q é a dissipação de potência máxima admissível
- h é o coeficiente de convecção médio
- A é a área da superfície em contato com o ar
- T_s é a temperatura superficial máxima permitida
- T_inf é a temperatura do ar ambiente
Para calcular a área da superfície, podemos usar a fórmula da área de um cilindro:
**A = 2 * π * L * D + π * D^2**
Substituindo os valores conhecidos na fórmula:
**A = 2 * π * 0.1 * 0.01 + π * (0.01)^2**
**A = 0.0628 m²**
Substituindo os valores conhecidos na fórmula da dissipação de potência máxima admissível:
**Q = 50 * 0.0628 * (110 - 15)**
**Q = 9.24 W**
Portanto, a dissipação de potência máxima admissível é de aproximadamente 9,2 W. Portanto, a opção correta é **9,2 W**.