P1-20111-TC

Prévia do material em texto

NOME: 
No. Matrícula: 
 
CONSULTA LIVRE A LIVROS E CADERNOS PRÓPRIOS 
Provas a Lápis não têm direito à revisão 
 
1ª. Questão (3,0 pontos). Considerando que o fluxo de calor, oriundo do sol, 
que chega às camadas exteriores da atmosfera é estimado em 344 W/m2. 
Responda: (a) Qual é o fluxo de calor que deixa a atmosfera da Terra? (b) 
Se a atmosfera refletir cerca de 30% (isto é o albeido médio da Terra), 
qual é a parcela que penetra na atmosfera? (c) Se a atmosfera absorver 
cerca de 67 W/m2, qual é a fração da energia que atinge a atmosfera da 
Terra que chega à superfície? (d) Se 30 W/m2, forem refletidos pela 
superfície da Terra, qual é a absortividade média na superfície? (e) se há 
esta absorvidade, por que a Terra não se esquenta? Resps: (a) 344 W/m2; 
(b) 241 W/m2; (c) 50,6%; (d) 0,828. 
 
2ª. Questão (2 pontos). Selecione a resposta certa, justificando seu 
parecer. Para garantir o aumento da taxa de troca de calor por condução, 
deve-se: 
(a) aumentar a condutividade térmica, diminuir a espessura, diminuir a 
menor temperatura e diminuir a área transversal; 
(b) diminuir a condutivade térmica, aumentar a espessura e aumentar a 
maior temperatura e manter a área transversal constante; 
(c) manter a condutividade térmica, diminuir a espessura e aumentar a 
menor temperatura e aumentar a área transversal; 
(d) aumentar a condutividade térmica, diminuir a espessura; aumentar a 
menor temperatura e manter constante a área transversal; 
Resp. Nenhuma das respostas acima. 
 
3ª. Questão (3 pontos). Considere uma placa de espessura L, inicialmente à 
temperatura uniforme To. Calor é fornecido à placa em uma das fronteiras 
na taxa constante de Q” W/m2. A outra fronteira dissipa calor por 
Departamento de Engenharia Mecânica - PUC–Rio 
ENG 1012 - Fenômenos de Transporte 
 
 
 Primeira Prova - 2011.1 
 
 
 
 
 
convecção em um meio de temperatura uniforme, T∞, e com um coeficiente 
de troca de calor por convecção h. Supondo que Bi < 0,1, determine o perfil 
transiente de temperaturas, considerando que em t = 0, a temperatura é 
T∞. Determine Q” de forma que em regime permanente, a temperatura seja 
igual a 2 T∞. Resp: h tcLT(t) T (2 e )

  
 
 
4ª. Questão (2,0 pontos). Um isolante (k = 0,1 W/m.K) deve ser usado para 
reduzir a troca de calor entre dois ambientes. A temperatura do ambiente 
da esquerda é 200ºC e o coeficiente de troca de calor por convecção vale 10 
W/m2.K e a temperatura do ambiente da direita vale 40ºC, com um 
coeficiente de troca de calor por convecção igual a 50 W/m2.K. (a) 
Determine a espessura de isolante para que a taxa de troca de calor seja 
inferior a 1000 W/m2 e (b) considerando que a máxima temperatura de 
trabalho do isolante seja 95ºC, determine a localização ideal do isolante 
(isto é, se ele deve ser colocado no lado esquerdo ou do direito da parede, k 
= 5 W/m.K e t = 5 cm). Considere regime permanente. Resp (a) 3 mm e (b) 
lado direito.