Questões - Fenômenos de transportes

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Que tipo de transferência faz com que a energia seja transferida através da parede, tendendo a um 
estado de equilíbrio onde a superfície interna será tão quente quanto a externa? 
Para uma panela de água quente sendo aquecida, como mostra o desenho, que mecanismo de 
transferência de calor está ocorrendo? Por quê. 
Qual a diferença entre termodinâmica e transferência de calor? 
Ao detalhar o conceito de energia interna, é entendido que a soma de todas as formas microscópicas de 
energia é denominada energia interna U do sistema. Segundo as afirmativas a seguir, quais estão 
corretas quanto a energia interna: 
I) A energia interna pode ser descrita também como a soma das energias cinéticas e potenciais das 
moléculas. 
II) A velocidade média e o grau de atividade das moléculas não são proporcionais à temperatura. 
III) A parte de energia interna associada com a energia cinética das moléculas é denominada energia 
sensível ou calor sensível. 
Pode-se afirmar que: 
Assinale a alternativa correta: 
Em um dia de inverno, em uma temperatura muito fria, usamos casacos de lã, pois as lãs: 
Julgue as afirmações a seguir: 
I- A transferência de calor (ou Calor) é a energia em trânsito devido a uma diferença de temperatura. 
II- A transferência de calor por condução ocorre entre uma superfície e um fluido em movimento em 
virtude de uma diferença de temperatura. 
III- Na transferência de calor por radiação, na ausência de um meio interveniente, existe uma troca 
líquida de energia (emitida na forma de ondas eletromagnéticas) entre duas superfícies a diferentes 
temperaturas. 
Sobre os mecanismos de transferência de calor, analise as alternativas a seguir e marque a INCORRETA: 
Consideremos uma garrafa térmica com café. Marque a alternativa INCORRETA: 
Considere uma barra de ferro e outra barra de madeira. Quando tocamos o ferro ou a madeira, o que se 
pode observar? 
Marque a alternativa INCORRETA: 
Suponhamos que um engenheiro é responsável pela operação de um forno e necessita reduzir as perdas 
térmicas pela parede de um forno por razões econômicas. Qual a possibilidade para redução do fluxo de 
calor em uma parede plana? 
Considere uma parede de uma sala com 15 m de comprimento, 6 m de largura e 3 m de altura com 
temperatura de 20ºC (graus Celsius). As paredes da sala têm 15 cm de espessura e são feitas de tijolos 
com condutividade térmica de 0,72 W/m.k, com as áreas das janelas desprezíveis. A face interna da 
parede está com 30ºC (graus Celsius). Despreze a troca de calor do piso e do teto, que estão isolados. 
Qual a taxa de perda de calor através da parede neste dia? 
Sobre os mecanismos de condução, marque a alternativa INCORRETA. 
O telhado de uma casa com aquecimento elétrico tem 6 m de comprimento, 8 m de largura e 0,25 m de 
espessura e é feito de uma camada plana de concreto cuja condutividade térmica é k = 0,8 W/m.K . As 
temperaturas das faces interna e externa do telhado, medidas em uma noite, são 15 °C e 4 °C, 
respectivamente, durante um período de 10 horas. Determine (a) a taxa de perda de calor através do 
telhado naquela noite e (b) o custo dessa perda de calor para o proprietário, considerando que o custo 
da eletricidade é de US$ 0,08/kWh. 
Marque a alternativa INCORRETA. 
Considere uma placa plana de 100 mm de comprimento e 50 mm de largura que está eletricamente 
aquecida e a máxima temperatura permissível no centro da placa é 135ºC (graus Celsius). Calcule a taxa 
de calor transferido por convecção para o ar atmosférico a 25ºC (graus Celsius) e o coeficiente de 
película de 6,03 kcal/h.m2.C. 
Pela relação de Isaac Newton podemos afirmar que a taxa de calor é: 
Considere um fluido escoando sobre uma superfície estacionária tende ao repouso completo na 
superfície em decorrência da condição de não deslizamento como mostra a figura: 
Como podemos definir o coeficiente de transferência de calor por convecção? 
Considere um duto de estanho (ε=0,1) com diâmetro externo de 25 cm e temperatura superficial de 100 
(graus Celsius), localizado em um compartimento cujas paredes estão a 20 (graus Celsius). O ar no 
compartimento está a 30 (graus Celsius) e o coeficiente de transferência de calor por convecção é 5 
kcal/h.m^2.C. Determine o fluxo de calor por metro de tubo. 
Uma tubulação conduz água a 80 (graus Celsius). O tubo tem diâmetro externo de 2", resistência 
térmica desprezível e está isolado com um isolante de 1" de espessura. Sabe-se que a temperatura da 
face externa do isolamento do tubo é 20 (graus Celsius), o fluxo de calor transferido da tubulação para o 
ambiente se dá por radiação, é de 22 kcal/h e a temperatura da face interna das paredes da sala é 5 
(graus Celsius). Calcule a emissividade da superfície do isolamento. 
Marque a alternativa correta sobre radiação térmica: 
Sobre os mecanismos simultâneos de transferência de calor, qual o mecanismo de transferência para 
um fluido em repouso? 
Considere uma pessoa em pé em uma sala a 25°C. Determine a taxa total de transferência de calor por 
radiação desta pessoa, considerando que a superfície exposta e a temperatura média da superfície da 
pessoa são 2 m^2 e 32°C, respectivamente. 
Considere o manômetro de coluna usado para medir a pressão do tanque mostrado na figura abaixo. O 
fluido tem densidade relativa de 0,7 e a altura da coluna h=40 cm. A pressão atmosférica local é de 96 
kPa. Determine a pressão absoluta. 
Um medidor de vácuo conectado a uma câmara mostra a leitura de 0,41 kgf/cm² em uma localização na 
qual a pressão atmosférica é de 1,02 kgf/cm². Determine a pressão absoluta na câmara. 
Considerando a variação da pressão com a profundidade é correto afirmar que: 
Considere o manômetro de coluna usado para medir a pressão do tanque mostrado na figura abaixo. O 
fluido tem densidade relativa de 0,7 e a altura da coluna h=40 cm. A pressão atmosférica local é de 96 
kPa. Determine a pressão absoluta. 
A água de um tanque é pressurizada a ar e a pressão é medida por um manômetro de coluna de vários 
fluidos, como mostra a figura. O tanque está localizado em uma montanha a uma altitude de 1.400 m, 
onde a pressão atmosférica é de 85,6 kPa. Determine a pressão do ar no tanque se h1=0,1 m, h2=0,2 m 
e h3=0,35 m. Tome as densidades da água, do óleo e do mercúrio como 1.000 kg/m³, 850 kg/m3, e 
13.600 kg/m³, respectivamente. 
Qual a diferença entre energia macroscópica e energia microscópica? 
Sobre a energia interna marque a alternativa correta: 
Como podemos definir energia mecânica? 
Considere as alternativas abaixo: 
I- Calor é definido como a forma de energia transferida entre dois sistemas (ou entre um sistema e sua 
vizinhança) em virtude da diferença de temperatura. 
II- O calor não é a energia em trânsito. Ele só é reconhecido ao cruzar a fronteira de um sistema. 
III- Um processo durante o qual não há transferência de calor é chamado de processo adiabático. 
IV- O calor é transferido somente por condução e convecção. 
Quais alternativas estão corretas? 
Uma sala encontra-se inicialmente à temperatura de 25°C, que é a mesma do ambiente externo. Um 
grande ventilador, que consome 200W de eletricidade quando em funcionamento, é então ligado no 
interior da sala. A taxa de transferência de calor entre a sala e o ar externo é dada por Q = U.A.(Ti-To) 
onde U = 6 W/m2°C é o coeficiente global de transferência de calor, A = 30 m2 é a área das superfícies 
da sala e Ti e To são as temperaturas do ar interno e externo, respectivamente. Determine a 
temperatura do ar interno quando são estabelecidas condições de operação em regime permanente. 
Calor e trabalho são mecanismos de transferência de energia entre um sistema e sua vizinhança. Qual a 
semelhança entre calor e trabalho? 
Qual é a potência transmitida pelo eixo de um automóvel ao aplicar um torque de 150 N.m e o eixo girar 
a uma taxa de 2.500 rotações por minuto (rpm)? 
Observando um automóvel de 1500 Kg, viajando à velocidade constantede 120 km/h em uma estrada 
inclinada a 30°em relação ao plano horizontal. Qual deve ser a potência a ser fornecida pelo motor para 
que a velocidade do automóvel permaneça constante durante a subida? 
Quais exemplos podemos dar de formas não mecânicas de trabalho? 
Marque a alternativa correta: 
Sobre o trabalho de fronteira móvel, qual a alternativa correta? 
Considere um tanque rígido que contém ar. Como resultado da transferência de calor para a vizinhança, 
a temperatura e a pressão interna do tanque caem. 
Determine o trabalho de fronteira realizado durante esse processo. 
Um arranjo pistão-cilindro sem atrito contém 10 lbm de vapor a 60 psia e 320 °F. Calor é transferido 
para o vapor até que a temperatura atinja 400 °F. 
Considerando que o pistão não está preso a um eixo e sua massa é constante, determine o trabalho 
realizado pelo vapor durante este processo. 
Uma forma de trabalho mecânico frequentemente encontrada em situações práticas está associada à 
expansão ou compressão de um gás em um arranjo pistão-cilindro. De acordo com as afirmações a 
seguir indique aquelas relacionado ao trabalho de fronteira móvel. 
I – O trabalho de fronteira móvel associado a motores ou compressores reais não pode ser determinado 
de maneira exata apenas por uma análise Termodinâmica. 
II - O trabalho de expansão e compressão geralmente é chamado de trabalho de fronteira móvel. 
III – O trabalho de fronteira na forma diferencial é igual ao produto da pressão absoluta P pela variação 
diferencial no volume dV do sistema. 
Pode-se afirmar: 
Um gás pode seguir diversas trajetórias diferentes quando se expande do estado 1 para o estado 2. 
Observe a figura: 
Qual a diferença entre vazão mássica e vazão volumétrica? 
O que é o princípio de conservação de massa? 
Uma mangueira de jardim conectada a um bocal é usada para encher um balde de 10 galões. O 
diâmetro interno da mangueira é de 2 cm e ele se reduz a 0,8 cm na saída do bocal. Considerando que 
são necessários 50 segundos para encher o balde com água, determine as vazões volumétrica e mássica 
de água através da mangueira, respectivamente. 
Considere as seguintes alternativas: 
I- Os volumes de controle envolvem o fluxo de massa através de suas fronteiras e uma certa quantidade 
de trabalho é necessária para empurrar a massa para dentro ou para fora do volume de controle. 
II- O fluido que entra ou sai de um volume de controle possui uma forma adicional de energia. 
III- Durante um processo com escoamento em regime permanente, nenhuma propriedade intensiva ou 
extensiva dentro do volume de controle muda com o tempo. 
Quais alternativas estão corretas? 
Uma determinada quantidade de ar entra em regime permanente em um bocal adiabático a 300 kPa, 
200°C e 45 m/s e sai a 100 kPa e 180 m/s. A área na entrada do bocal é de 110 cm². Determine o fluxo 
de massa no bocal. 
Como podemos definir a lei zero da termodinâmica? 
Marque a alternativa correta: 
Durante um processo de aquecimento, a temperatura de um sistema se eleva em 50°C. Expresse essa 
elevação de temperatura em K, °F e R. 
Como podemos definir postulado de estado? 
Sobre as escalas de temperatura absoluta do gás é correto afirmar que: 
Como podemos definir a conservação de energia? 
Sobre a convenção de sinais da primeira lei da termodinâmica é correto afirmar: 
Considerando o trabalho líquido como o mesmo em todos os processos adiabáticos de um sistema 
fechado entre dois estados especificados, o valor do trabalho líquido deve depender apenas dos estados 
inicial e final do sistema e, portanto, deve corresponder à variação de uma propriedade do sistema. 
Qual é essa propriedade? 
Marque a alternativa correta: 
Considere as seguintes alternativas: 
I- Toda energia interna perdida pelo sistema é convertida em calor (Q) por meio do atrito. 
II- A energia interna U do sistema deve permanecer constante ou, equivalentemente, a variação da 
energia interna deve ser zero. 
III- A diferença entre o trabalho W e o calor Q representará a variação da energia interna do sistema: ΔU 
= Q - W. 
Quais alternativas estão INCORRETAS? 
Como podemos definir a segunda lei da termodinâmica? 
Sobre a comparação da primeira com a segunda lei da termodinâmica, qual a alternativa correta? 
Defina reservatório de energia térmica: 
Qual a diferença entre fonte e sumidouro? 
Sobre a segunda lei da termodinâmica, considere as seguintes alternativas: 
I- A segunda lei da termodinâmica é usada na determinação dos limites teóricos para o desempenho dos 
sistemas de engenharia mais utilizados, como máquinas térmicas e refrigeradores, além de ser utilizada 
para fazer a previsão do grau de realização de reações químicas., 
II- A segunda lei está intimamente relacionada ao conceito de imperfeição. 
III- Ela pode ser usada para quantificar o nível de perfeição de um processo e apontar a direção para que 
se elimine imperfeições de forma eficaz. 
As alternativas INCORRETAS são: 
As máquinas térmicas diferem umas das outras consideravelmente, mas todas têm as seguintes 
características. Quais? 
Como podemos definir máquinas térmicas? 
O calor é transferido de uma fornalha para uma máquina térmica a uma taxa de 100 MW. Considerando 
que a taxa na qual o calor é rejeitado para um rio próximo é de 30 MW, determine a potência líquida 
produzida e a eficiência térmica da máquina, respectivamente. 
Um motor de um carro com potência de 45 hp tem uma eficiência térmica de 34%. Determine a taxa de 
consumo do combustível desse carro se o poder calorífico do combustível for 19.000 Btu/lbm. 
Considerando as máquinas térmicas, qual alternativa está correta? 
Qual é a diferença entre refrigeradores e bombas de calor? 
O compartimento de alimentos de um refrigerador é mantido a 6°C por meio da remoção de calor a uma 
taxa de 360 kJ/min. Se a energia necessária for fornecida ao refrigerador a uma taxa de 5 kW, determine 
o coeficiente de performance do refrigerador. 
O compartimento de alimentos de um refrigerador é mantido a 6°C por meio da remoção de calor a uma 
taxa de 360 kJ/min. Se a energia necessária for fornecida ao refrigerador a uma taxa de 5 kW, determine 
a taxa com a qual o calor é rejeitado na sala em que está instalado o refrigerador. 
Uma bomba de calor é utilizada para atender às necessidades de aquecimento de uma casa, mantendo-
a a 23°C. Nos dias em que a temperatura externa cai para dc0010°C, estima-se uma perda de calor da 
casa a uma taxa de 80.000 kJ/h. Considerando que a bomba de calor nessas condições tem um COP de 
3, determine a potência consumida pela bomba de calor. 
Qual a diferença entre os enunciados de Kelvin-Planck e de Clausius? 
O que é o princípio de Carnot? 
O ciclo de refrigeração por compressão de vapor é o mais usado para refrigeradores, sistemas de 
condicionamento de ar e bombas de calor. Ele consiste em quatro processos. 
Assinale a alternativa correta. 
I- Compressão isentrópica em um compressor. 
II- Rejeição de calor à pressão constante em um condensador. 
III- Estrangulamento em um dispositivo de expansão. 
IV- Absorção de calor à pressão constante em um evaporador. 
Qual a diferença entre um processo internamente reversível e externamente reversível? 
Uma máquina térmica de Carnot recebe 400 kJ de calor por ciclo de uma fonte à temperatura de 500°C 
e rejeita calor para um sumidouro à temperatura de 20°C. Determine a eficiência térmica desta máquina 
de Carnot 
Uma máquina térmica de Carnot recebe 400 kJ de calor por ciclo de uma fonte à temperatura de 500°C 
e rejeita calor para um sumidouro à temperatura de 20°C. Determine a quantidade de calor rejeitado 
para o sumidouro por ciclo.