Questão 3306059

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, "A_e" a área superficial externa da esfera, "V" o volume da esfera, "c" o calor específico, "k_s" a condutividade térmica e "r" a massa específica do material de que é feito a esfera, "T" a temperatura da esfera, "T _\(\infin\) " 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/k_s), 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*A_e*(T-T _\(\infin\) ) = r*V*c*(dT/dt)

IV. Considere uma esfera de poliestireno rígido (PS) com condutividade térmica k_s = 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.