Lista atividade II ALEF SILVA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDONÓPOLIS - UFR 
Instituto de Ciências Agrárias e Tecnológicas Curso de 
Engenharia Mecânica 
 
 
Nome: Alef Silva Lima RGA:201921631001 
Prof.(a): Keteri Poliane Transferência de calor I 
 
 
 
 
Lista de exercícios II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RONDONÓPOLIS, MT 
2022 
Segue abaixo a lista de exercícios escolhidas para disciplina de 
transferência de calor conforme solicitado. As questões selecionadas foram as 
4-22, 4-80 do capitulo 04 e a questão 12-17 do capitulo 12. 
 
Questao 4-22 
4–22 Barras de aço (𝜌 = 7.832 kg/m3, cp = 434 J/kg*K e k = 63,9 W/m*K) 
são aquecidas em um forno a 850 °C e depois mergulhadas em banho-maria a 
50 °C por um período de 40 segundos como parte do processo de 
endurecimento. O coeficiente de transferência de calor por convecção é 650 
W/m2*K. Considerando que as barras de aço têm diâmetro de 40 mm e 
comprimento de 2 m, determine sua temperatura média quando são retiradas do 
banho-maria. 
𝑳𝒄 = 
𝑫
𝟒
 
𝟎,𝟎𝟒
𝟒
 𝟎, 𝟎𝟏 𝒎 
𝑩𝒊 =
𝒉∗𝑳𝒄
k
 𝑩𝒊 =
𝟔𝟓𝟎∗𝟎,𝟎𝟏
63,9
 𝑩𝒊 = 𝟎, 𝟏𝟎𝟐 
𝒃 =
𝒉∗𝑨𝒔
𝜌∗cp∗V
 𝒃 =
𝒉
𝜌∗cp∗Lc
 𝒃 =
𝟔𝟓𝟎
𝟕𝟖𝟑𝟐∗𝟒𝟑𝟒∗𝟎,𝟎𝟏 
 𝒃 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟗𝟏𝟐 
Logo: 
𝑇(𝑡)−𝑇∞
𝑇𝑖−𝑇∞
= 𝑒−𝑏∗𝑡 
𝑇(𝑡)−50
850−50
= 𝑒−0,1912∗4 
𝑇(𝑡)−50
800
= 0,4654 
𝑇(𝑡) = 422,34°C 
Questão 4–80 
O asfalto de uma estrada está inicialmente na temperatura uniforme de 55 °C. 
De repente, a temperatura da superfície da estrada é reduzida a 25 °C devido à chuva. 
Determine a temperatura na profundidade de 3 cm da superfície da estrada e o fluxo de 
calor transferido na estrada depois de 60 minutos. Suponha que a temperatura da 
superfície da estrada é mantida a 25 °C. 
O problema se engloba no caso 01 que aborda sobre temperatura na superfície. 
Logo pela Tabela A – 08 para o asfalto temos: 
𝜌 = 2115 𝑘𝑔/𝑚3 𝑘 = 0,062 W/m*k 
𝑐𝑝 = 920 J/kg*K 
𝛼 =
𝐾
𝑐𝑝 ∗ 𝜌
 𝛼 =
0,062
920 ∗ 2115 
 𝛼 = 3,186 ∗ 10−8 𝑚/𝑠2 
Logo: 
𝑇(𝑥,𝑡)−𝑇𝑖
𝑇𝑠−𝑇𝑖
= 𝑒𝑟𝑓𝑐 (
𝑥
2√𝛼∗𝑡
) 𝑒𝑟𝑓𝑐 (
0,03
2√3,186∗10−8
) 𝑒𝑟𝑓𝑐(1,40) 
Analisando a tabela 4-4 Temos para: 𝑒𝑟𝑓𝑐 = 0,04772. 
Logo: 𝑇(0,03,3600) = (𝑇𝑠 − 𝑇𝑖) ∗ 0,04772 + 𝑇𝑖 𝑇(0,03,3600) = (25 − 35) ∗ 0.04772 + 25 
𝐓(𝟎, 𝟎𝟑, 𝟑𝟔𝟎𝟎) = 53,6 °C 
A taxa pode ser encontrada por: 
𝑞�̇�(𝑡) =
𝑘(𝑡𝑖−𝑡𝑠)
√𝜋∗𝛼∗𝑡
 𝑞�̇�(3600) =
0,062(55−25)
√𝜋∗3,186∗10−8∗3600
 𝑞�̇�(𝑡) = 97,985 𝑊/𝑚2 
 
Questão: 12-17 
12–17 A temperatura do filamento de uma lâmpada incandescente é 2.500 K. 
Considerando o filamento como um corpo negro, determine a fração da energia 
radiante emitida pelo filamento situada na faixa visível. Além disso, determine o 
comprimento de onda no qual ocorre o pico na emissão de radiação a partir do 
filamento. 
Determinar a facão da energia radiante emitida: 
λ1 = 0.40 µm 
λ2 = 0.76 µm 
Logo: λ1 ∗ T 0.40 ∗ 2500 = 1000 µm ∗ K 
Para λ2 ∗ T 0.76 ∗ 2500 = 1900 µm ∗ K 
Analisando a tabela 12-2 encontramos os valores para 𝑓λ1 = 0,000321 e 𝑓λ2 =
0,053034 
Logo 𝑓λ2 − 𝑓λ1 = 0,053034 − 0,000321 = 0,0527 ou 5,27% fração de energia 
radiante emitida. 
Por fim, o comprimento de onda em que a emissão de radiação do 
filamento é máxima é: (λT) = 2897,8 µm ∗ K λ =
2897,8
2500
 = λ = 1,16 µm