P1-20112

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CONSULTA LIVRE A LIVROS E CADERNOS PRÓPRIOS 
Provas a Lápis não têm direito à revisão 
 
1ª. Questão (2,0 pontos). Uma fonte radiativa, colocada no lado esquerdo 
de um conjunto de duas placas planas justapostas, é capaz de liberar cerca 
de 1500 W/m2. A primeira placa, de espessura igual a 0,25 m, tem 
condutividade térmica a ser determinada. A segunda placa, de espessura 
igual a 0,15 m, tem condutividade térmica igual a 2 W/m.K. Esta segunda 
placa está exposta ao ambiente, a 25ºC, que tem um coeficiente combinado 
de convecção-radiação igual a 30 W/m2.K. Pede-se determinar o material 
da primeira placa; a temperatura da interface entre as duas placas, 
sabendo-se que a maior temperatura do conjunto é 200ºC. Considere que 
o ambiente da esquerda esteja no vácuo. Resp (a) k = 30 W⁄m2.K; (b) = 
187,5 C. 
 
2ª. Questão (4,0 pontos). Um fio, modelável como corpo negro, é aquecido 
até 2300 K. Se a potência total radiada vale 1000 W e o diâmetro do fio é 
0,1mm, determine o comprimento do mesmo. Determine, em seguida, a 
porcentagem de radiação emitida que cai na faixa de 0,5 a 2,0 microns. 
Finalmente, determine o comprimento de onda da máxima emissão de 
energia e o poder emissivo monocromático neste comprimento de onda. 
Resp. (a) L = 2 m; (b) = 57,8%; (c) 1,260 microns; (d) 
5 2
b
E 8,29 10 W / (m . m)

  
 
 
3ª. Questão (4,0 pontos): Considere uma tubulação, de 2,5 metros, 
contendo vapor dágua, de temperatura a ser determinada, escoando de 
forma que o coeficiente de troca de calor por convecção seja igual a 40 
W/m2.K. A tubulação, construída em aço carbono 1010, tem raio interno 
igual 0,20 m e 20 mm de espessura. Externamente a este tubo, há uma 
Departamento de Engenharia Mecânica - PUC–Rio 
ENG 1012 - Fenômenos de Transporte 
 
 
 Primeira Prova - 2011.2 
 
 
 
 
 
camada de isolante, de condutividade térmica 0,1 W/m.K e espessura igual a 
5 cm. Do lado externo da camada isolante, encontramos o ar ambiente, a 
25ºC e com coeficiente combinado de troca de calor por Convecção-
Radiação igual a 25 W/m2.K. Sabendo-se que a temperatura da interface 
aço carbono – isolante é 78ºC, pede-se determinar o calor perdido e a 
temperatura de escoamento do vapor. Determine ainda, quais são as 
resistências responsáveis por mais de 90% do calor total trocado e onde 
ocorre a maior queda de temperaturas. Resp. (a) q = 379,1 W; (b) T = 81 C.