APOL 1 TRANSFERÊNCIA DE CALOR

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Questão 1/10 - Transferência de Calor 
Determinar a quantidade de calor transferida em regime permanente através de 
uma tubulação de aço inoxidável AISI 316, com 1 ” de raio interno , 1,5mm de 
espessura de parede , com revestimento externo de fibra de vidro de espessura 
12mm , sabendo que internamente circula vapor a 127°C e externamente a 
temperatura média é de 27°C. Considerar comprimento do tubo de 5 m. 
 
 
 
 
 
 
 
Nota: 10.0 
 
A q = - 33,112 kW 
 
B q = - 331,12 kW 
 
C q = - 33,112 W 
 
D q = - 331,12 W 
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Segundo Aula Tórica 2 , Tema 5: 
 
 
 
Questão 2/10 - Transferência de Calor 
Quando um fluido for aquecido ou resfriado, a variação de massa específica e o 
empuxo produzem uma circulação natural de acordo com a qual o fluido se move 
ao longo da superfície sólida. O empuxo ocorre devido à presença combinada de 
um gradiente de densidade no fluido e de uma força de corpo proporcional à 
densidade. Assim, o movimento do fluido resulta da troca térmica. 
Este fluxo do fluido é definido como: 
Nota: 10.0 
 
A Convecção Natural. 
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Convecção natural ou convecção livre é o processo no qual o movimento do fluido resulta da troca térmica. Quando um fluido for 
aquecido ou resfriado, a variação de massa específica e o empuxo produzem uma circulação natural de acordo com a qual o fluido se 
move ao longo da superfície sólida. O empuxo ocorre devido à presença combinada de um gradiente de densidade no fluido e de uma 
força de corpo proporcional à densidade. 
 
B Convecção Forçada. 
 
C Convecção Plana. 
 
D Convecção Radial 
 
Questão 3/10 - Transferência de Calor 
Processos de transferência de calor podem ser quantificados por meio de 
equações de taxa apropriadas. Quando se tem um gradiente de temperatura 
dentro de uma substância homogênea, isso resulta em uma taxa de transferência 
de calor dada pela equação: 
 
 q = - k. A. (δT/δxδT/δx ) 
 
Em que: q = quantidade de calor (W); k = condutividade térmica (W/m.K); A = área 
da seção transversal (m2 ) e δT/δxδT/δx = gradiente de temperatura na direção 
normal à área de seção transversal (K/m) . 
 
Esta equação representa qual lei da Transferência de Calor? 
Nota: 10.0 
 
A Lei de Newton da condução 
 
B Lei de Fourier da convecção 
 
C Lei de Newton da convecção 
 
D Lei de Fourier da condução 
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Conforme Aula 01, Material de Leitura, páginas 05 e 06: 
 
A equação representa a Lei de Fourier da condução 
 
Questão 4/10 - Transferência de Calor 
Determinar o fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre uma placa 
plana, sabendo que água a 22°C está contida entre duas placas verticais, sendo 
que a anterior está a 70°C e a posterior está a 22°C. Observar que há uma 
velocidade crítica de circulação de 5m/s a uma distância crítica de 300 mm da 
superfície da placa aquecida. 
 
 
 
 
 
Nota: 0.0 
 
A q' = 217 kW/m2 
 
B q' = 21,7 kW/m2 
 
 
C q' = 217 W/m2 
 
D q' = 21,7 W/m2 
 
Questão 5/10 - Transferência de Calor 
Uma parede plana é composta de uma camada interna de placa de gesso de 
20mm de espessura, seguida de uma camada de bloco de concreto de areia/brita 
de 20cm de espessura e de uma camada externa de argamassa de cimento e 
areia de 5mm de espessura. Determinar o fluxo de calor unidirecional que passa 
por esta parede no inverno, sabendo que a temperatura externa média é de 5ºC e 
a interna é mantida a 21ºC. 
 
 
 
 
Nota: 10.0 
 
A q' = - 4,93 W/m2 
 
B q' = - 49,3 W/m2 
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Conforme Aula 2, Tema 4: 
 
 
 
C q' = - 4,93 kW/m2 
 
D q' = - 49,3 kW/m2 
 
Questão 6/10 - Transferência de Calor 
O coeficiente global de troca térmica é a medida da habilidade global de uma série 
de barreiras condutivas e convectivas para transferir calor. É comumente aplicado 
ao cálculo de transferência de calor em trocadores de calor, mas pode também ser 
aplicado no cálculo de conforto térmico e outras aplicações. A expressão geral 
usada para esses cálculos é semelhante à Lei de Newton do resfriamento: 
q=UAΔΔT =UA(T84 - T81) 
 Em que: q = calor trocado envolvendo transferência por condução e por 
convecção de calor (W) U = coeficiente global de troca térmica (W/m2K) A = área da 
seção transversal ao sentido de fluxo de calor ?T = (T84 - T81) = variação global da 
temperatura entre a temperatura interna e a externa do volume de controle (K). 
Como observações gerais a respeito do coeficiente global de troca térmica, temos 
que: 
Nota: 10.0 
 
A Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a elevados valores de U; 
A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são 
baixos. 
 
B Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a baixos valores de U; 
A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são 
elevados. 
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Conforme Aula 04, Material de Leitura, pg.7: 
 
Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a baixos valores de U; 
A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são elevados. 
 
C Fluidos com elevadas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos elevados, o que leva a baixos valores de 
U; 
A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são 
baixos. 
 
D Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a baixos valores de U; 
A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são 
baixos. 
 
Questão 7/10 - Transferência de Calor 
A transferência de calor por convecção está associada à troca de energia entre 
uma superfície e um fluido adjacente, no qual está concentrada uma pequena 
camada de efeitos viscosos importantes. A quantidade de calor transferida 
depende bastante do movimento do fluido no interior dessa camada, sendo 
determinada principalmente pela sua espessura. Como se chama esta camada? 
Nota: 10.0 
 
A Camada Laminar 
 
B Camada Turbulenta 
 
C Camada de Transição 
 
D Camada Limite 
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Conforme Aula 3, Material de Leitura, Tema 1, pg.3 e 4: 
 
A transferência de calor por convecção está associada à troca de energia entre uma superfície e um fluido adjacente, no qual está 
concentrada uma pequena camada de efeitos viscosos importantes, chamada camada limite. A quantidade de calor transferida 
depende bastante do movimento do fluido no 4 interior dessa camada limite, sendo determinada principalmente pela sua espessura. 
 
Questão 8/10 - Transferência de Calor 
Em uma fábrica de carvão vegetal está sendo aproveitado o calor do gás que sai 
do forno para fazer a secagem da madeira em um secador. Sabendo que este gás 
perde calor durante o escoamento, trocando calor com o duto até chegar no 
secador, é desejado determinar a quantidade de calor que este gás transferiu para 
o duto, para definir o processo de secagem da madeira. 
Isso será feito de acordo coma Lei de Newton da convecção: 
q = ∫∫ h. dA . dT 
Sabendo que a área da superfície de contato entre o fluido e o duto é de 3,77m2 , que 
a temperatura do gás à montante da superfície de contato com o duto é de 120°C e a 
temperatura média do duto é de 40°C, determinar esta quantidade de calor transferida. 
Considerar o coeficiente de transferência de calor por convecção do gás como 25 
W/m2K. 
Nota: 10.0 
 
A q = - 7,54 kW 
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Conforme procedimento de resolução do Caderno de Exercícios para a Aula 1, Tema 4: 
 
q = h.A.ΔΔT 
 
q = 25. 3,77. - 80 
 
q = - 7,54 kW 
 
B q = - 7,54 WC q = - 75,4 kW 
 
D q = - 75,4 W 
 
Questão 9/10 - Transferência de Calor 
Com relação à Lei de Fourier da condução, mantendo os valores de ΔΔT e ΔΔx 
constantes , qx irá variar de forma diretamente proporcional à A (aumentando A, 
qx aumentará). De modo análogo, mantendo A e ΔΔx constantes, qx variará de 
forma diretamente proporcional à ΔΔT (quanto maior ΔΔT, maior será qx). 
Entretanto, mantendo ΔΔT e A constantes, qx irá variar inversamente com ΔΔx 
(quanto maior for ΔΔx, menor será qx). 
Assim, podemos afirmar que: 
 
Em que: qx = quantidade de calor transferido por condução (W); αα= relação de 
proporcionalidade; A = área da seção transversal (m2 ); ΔΔT = variação da 
temperatura entre as faces (K); ΔΔx = variação da distância ao longo do eixo x (m). 
Essa proporcionalidade está diretamente relacionada com a capacidade que o 
meio tem de transferir calor. 
Dessa forma, podemos reescrever a equação anterior, ficando: 
 
 
Qual o nome da constante de proporcionalidade k e o que representa? 
Nota: 10.0 
 
A Convexibilidade térmica e representa a capacidade que o material ou fluido no estado estacionário tem de transferir calor por 
condução. 
 
B Condutibilidade térmica e representa a capacidade que o material ou fluido no estado estacionário tem de transferir calor por 
convecção. 
 
C Convexibilidade térmica e representa a capacidade que o material ou fluido no estado estacionário tem de transferir calor por 
convecção. 
 
D Condutibilidade térmica e representa a capacidade que o material ou fluido no estado estacionário tem de transferir calor por 
condução. 
Você acertou! 
Conforme Aula 2, Tema 1, pgs 5 e 6 do Material de Leitura: 
 
k é a condutibilidade térmica dada em W/mK e representa a capacidade que o material ou fluido no estado estacionário tem de transferir 
calor por condução. 
 
Questão 10/10 - Transferência de Calor 
Determinar a quantidade de calor transferida em regime permanente por meio de 
uma parede de compensado divisória, de 20 cm de espessura e 32 m2 de área de 
seção transversal, cuja face externa está a uma temperatura média de 25°C e 
cuja face interna deve ser mantida a uma temperatura constante de 20°C. 
 
Dados: kcomp = 0,094 W/mK. 
 
 
Nota: 10.0 
 
A q = 75,2 W 
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Aplicando a Lei de Fourier da condução, conforme Tema 3 da Aula 1, temos que: 
 
q = 75,2W 
 
B q = 752 W 
 
C q = 7520 W 
 
D q = 75200 W