Ar a 30°C escoa sobre uma tubulação de radiador automotivo de Cobre de 12m de comprimento, diâmetro externo de 4,76mm e espessura de parede de 0,56mm. Determinar a quantidade de calor trocada por convecção entre o ar e a tubulação, sabendo que a superfície desta está a 227°C. Considerar h=165 W/m².

1. Dados

• $T_\infty = 30\,^{\circ}\text{C}$ (ar)
• $T_s = 227\,^{\circ}\text{C}$ (superfície do tubo)
• $L = 12\,\text{m}$
• Diâmetro externo: $D = 4{,}76\,\text{mm} = 0{,}00476\,\text{m}$
• Coeficiente convectivo: $h = 165\,\text{W/(m}^2\text{·K)}$

2. Área externa para convecção (cilindro) A área de troca por convecção na parte externa é a área lateral: $A = \pi D L$ $A = \pi \,(0{,}00476)\,(12) \approx 0{,}1794\,\text{m}^2$

3. Diferença de temperatura $\Delta T = T_s - T_\infty = 227 - 30 = 197\,\text{K}$

4. Calor trocado por convecção Pela lei de resfriamento de Newton: $\dot Q = h A \Delta T$ $\dot Q = 165\,(0{,}1794)\,(197) \approx 5833\,\text{W}$ Convertendo: $5833\,\text{W} \approx 5{,}833\,\text{kW}$

Alternativa correta: D.