ATIVIDADE 2 - SISTEMAS TÉRMICOS

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SISTEMAS TÉRMICOS 
 
1 – Para uma janela quadrada de alumínio (K = 240 W ) de lado igual a 1 m, tem-se que as 
temperaturas externa e interna são, respectivamente, 10°C e 20°C. Sabendo que a perda de 
calor é de 20 kW, a seguir, assinale a espessura e o material mais indicado para isolar a janela. 
• A espessura é de 0,12 m, e o melhor material para isolar a janela é uma camada de 
fibra de vidro. 
2 - Normalmente, a têmpera é um tratamento térmico utilizado em aços e tem como 
objetivo aumentar a dureza e a resistência mecânica do material em análise. Em linhas 
gerais, esse processo acontece em duas fases: a primeira é um aquecimento até 
determinada temperatura de transformação, inerente a cada liga em estudo; a segunda 
fase é o resfriamento brusco desse material, podendo ser realizado em água ou óleo. 
 A respeito desse tratamento térmico e de seu processo de transferência de calor 
associado, assinale a alternativa correta: 
• A transferência de calor ocorre por meio da convecção; o calor sai do meio de maior 
temperatura (sólido) para o de menor temperatura (líquido). 
3 – Leia o texto a seguir. 
 
“Tipicamente, problemas de transferência de calor não estacionários, ou transientes, 
surgem quando as condições de contorno de um sistema são mudadas. Por exemplo, se 
a temperatura superficial de um sistema for alterada, a temperatura em cada ponto desse 
sistema também começará a mudar. As mudanças continuarão a ocorrer até que uma 
distribuição de temperaturas estacionária seja alcançada.” 
 Adaptado de INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 
498. 
 Considere as afirmativas feitas com relação à condição de um regime transiente: 
 Não se gera energia ao longo da condução de calor em regimes transientes. 
I.Ocorrem mudanças de contorno em regimes transientes. 
II.As mudanças que ocorrerão ao longo da transferência de calor ocorrerão 
indefinidamente. 
III.A temperatura superficial do sistema varia ao longo do corpo analisado. 
IV.A temperatura superficial do sistema varia ao longo do corpo analisado. 
 É correto o que se afirma em: 
• II e IV, apenas. 
4 - Leia o texto a seguir. 
 “A expressão regime permanente significa invariância no tempo, em um determinado 
ponto. O contrário de regime permanente é transiente. O termo uniforme implica 
invariância com a posição ao longo de uma superfície ou região em dado instante.” 
 ÇENGEL, Y. A.; GHAJAR, A. J. Transferência de calor e massa. 4. ed. Porto Alegre: McGraw-Hill, 2012. p. 12. 
 Considerando os conhecimentos relacionados aos regimes estacionário e transiente, 
assinale a alternativa correta: 
• O regime estacionário é associado ao valor da temperatura no espaço de maneira 
independente do tempo. 
5 – Leia o texto a seguir. 
 “Condução é a transferência de energia resultante da interação de partículas de maior 
energia de uma substância com partículas adjacentes de menor energia. Convecção é o 
modo de transferência de calor entre uma superfície sólida e um líquido ou gás 
adjacente que está em movimento, e esse processo envolve os efeitos combinados de 
condução e movimento do fluido. Radiação é a energia emitida pela matéria em forma 
de ondas eletromagnéticas (ou fótons), como resultado das mudanças nas configurações 
eletrônicas de átomos ou moléculas.” 
 ÇENGEL, Y. A.; GHAJAR, A. J. Transferência de calor e massa. 4. ed. Porto Alegre: McGraw-Hill, 2012. p. 1. 
 De acordo com os conhecimentos relacionados aos modos de transferência de calor, 
assinale a alternativa correta: 
• A transferência de calor por condução é resultado da interação de partículas de maior 
energia com partículas adjacentes de menor energia. 
6 - A transferência de calor engloba diversas propriedades termofísicas dos materiais, as 
quais podem ser classificadas em propriedades de transporte e propriedades 
termodinâmicas. 
 Considerando o texto apresentado, avalie as afirmações a seguir: 
 A condutividade térmica é uma propriedade de transporte. 
I.O calor específico é uma propriedade de transporte. 
II.A capacidade térmica volumétrica é uma propriedade de transporte. 
III.A viscosidade cinemática é uma propriedade de transporte. 
IV.A viscosidade cinemática é uma propriedade de transporte. 
 É correto o que se afirma em: 
• I e IV, apenas. 
7 – Leia o trecho a seguir. 
 “O número de Fourier é um tempo adimensional que, com o número de Biot, 
caracteriza problemas de condução transiente.” 
Adaptado de INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 
5. 
 
Considerando um termopar (de comprimento característico Lc) utilizado para medição 
de temperaturas, a seguir, indique a alternativa que assinala corretamente o 
comportamento do número de Fourier caso esse comprimento característico dobre de 
tamanho. 
Sua resposta está incorreta. 
Alternativa incorreta, pois o comprimento característico influencia no número de 
Fourier. Observa-se isso na equação: Fo = ?t/Lc^2. 
 
8 – Com relação aos parâmetros associados ao método da capacitância global, assinale a 
alternativa correta: 
• O número de Fourier é um parâmetro adimensional usado em situações de condução 
transiente. 
 
9 – Leia o excerto a seguir. 
 
“Se, por exemplo, gradientes de temperatura no interior do sólido podem ser 
desprezados, uma abordagem comparativamente mais simples, conhecida por método 
da capacitância global, pode ser usada para determinar a variação da temperatura com o 
tempo.” 
 
INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 498. 
 
Com relação ao método da capacitância global, aos seus parâmetros e ao texto 
apresentado, fazem-se estas afirmações: 
I.O número de Biot é utilizado em situações em que somente haja condução como modo 
de transferência de calor. 
II.Se o número de Biot for inferior a 1, isso quer dizer que o método da capacitância 
global não é válido. 
III.Se o número de Biot for inferior a 1, pode-se assumir que a resistência à condução no 
interior da matéria é menor que a resistência à convecção. 
IV.O número de Fourier é utilizado na caracterização de situações de transferência de calor 
por condução em regime estacionário. 
 É correto o que se afirma em: 
• III, apenas. 
 
10 - Leia o trecho a seguir. 
 “A essência do método da capacitância global é a hipótese de que a temperatura do 
sólido é uniforme no espaço, em qualquer instante durante o processo transiente. Essa 
hipótese implica que os gradientes de temperatura no interior do sólido sejam 
desprezíveis.” 
 INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 499. 
 Considerando os conhecimentos relacionados a problemas de regime transiente de 
aquecimento e resfriamento, assinale a alternativa correta: 
• O número de Biot é um parâmetro adimensional utilizado em problemas nos quais há 
efeitos convectivos na superfície do material.