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Considere o problema de uma esfera aquecida imersa em um fluido. Seja "h" o coeficiente de transferência de calor por convecção entre a esfera e o fluido, "R" o raio da esfera, "Ae" a área superficial externa da esfera, "V" o volume da esfera, "c" o calor específico, "ks" a condutividade térmica e "r" a massa específica do material de que é feito a esfera, "T" a temperatura da esfera, "T" a temperatura do fluido, e "t" o tempo.
I. O método da capacitância global deve ser utilizado quando a resistência térmica de convecção entre o fluido e a esfera é muito menor do que a resistência térmica de condução na esfera.
II. Quanto menor o número de Biot (Bi = h*R/ks), mais adequado é o emprego do método da capacitância global.
III. O balanço de energia corresponde ao método da capacitância global é dado por:
- h*Ae*(T-T) = r*V*c*(dT/dt)
IV. Considere uma esfera de poliestireno rígido (PS) com condutividade térmica ks = 0,04 W/m.K, raio R = 0,1 m, imersa em um tanque contendo água, em uma situação de convecção forçada ao redor da esfera, onde h = 10.000 W/m2.K; nesse caso, o método da capacitância global é altamente recomendado para a obtenção da evolução temporal da temperatura da esfera.
Assinale a alternativa que apresenta somente as afirmativas CORRETAS.
Esta questão foi aplicada no ano de 2017 pela banca IF-SC no concurso para IF-SC. A questão aborda conhecimentos da disciplina de Engenharia Mecânica e Termodinâmica, especificamente sobre Termodinâmica, Princípios e Propriedades Termodinâmicas.
Esta é uma questão de múltipla escolha com 5 alternativas. Teste seus conhecimentos e selecione a resposta correta.