ENADE 2017: Um sensor de temperatura do tipo termopar foi colocado em uma corrente de fluido quente

ENADE 2017: Um sensor de temperatura do tipo termopar foi colocado em uma corrente de fluido quente. Simplificadamente, o sensor consiste de dois fios de metal distintos e conectados por suas pontas, que são encapsulados por uma esfera, também de material metálico. Essa esfera exerce o papel de elemento de troca de calor com o fluido cuja temperatura se deseja medir.

Assumindo que a esfera encapsuladora dos fios possui massa m e raio R, e que sua massa específica p, calor específico Cp e condutividade térmica k são constantes, a equação resultante de energia na forma diferencial é apresentada a seguir.

Considerando que a temperatura inicial do termopar é Ti que a temperatura do fluido quando o sensor entra em contato com ele é indagacao

e que o coeficiente convectivo de calor desse fluido é dado por h, avalie as afirmações a seguir.

I . A condição inicial para a solução da equação de energia é T(t = 0,r) = Ti,0 ≤ r ≤ R.

II. As condições de contorno para a solução da equação de energia são:

III. Aplicando-se a esse sistema o método da capacidade concentrada, no qual o gradiente térmico dentro ar á do sólido é desprezado, tem-se que a equação de energia resultante é indagacao