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TRANSFERÊNCIA DE CALOR – 2021/2 
PRIMEIRA PROVA – 16/10/2021, 14 as 18h - PROFª. JÉSSIKA SANTOS 
Resolver a mão, citar todas as considerações utilizadas, digitalizar a resolução, montar um 
arquivo único em formato .pdf e enviar até as 18h (via Portal Didático) 
 
1ª QUESTÃO (2,5 PONTOS) 
Considere um forno esférico com diâmetro interno igual a 1,2 m. As paredes do reator são constituídas 
por uma camada de 175 mm de tijolos refratários (k = 1,5 W/m.K), por uma camada de 250 mm de 
tijolos isolantes (k = 0,3 W/m.K) e por uma camada de 20 mm de aço (k = 65 W/m.K e 𝜀 = 0,4). Em 
condições de operação típica a temperatura da face interna do reator, é igual a 1200°C e a temperatura 
da superfície externa da chapa de aço é igual a 50°C. Determine o coeficiente convectivo de calor 
entre o reator e o meio ambiente, que está a 25°C. 
2ª QUESTÃO (2,5 PONTOS) 
Um reator nuclear é composto por dois materiais radioativos. O material radioativo A (k = 0,7 W/m.K) 
possui formato de uma esfera de 0,8 m de diâmetro e tem taxa de geração volumétrica uniforme igual 
a 104 W/m³. Já o material radioativo B (k = 0,9 W/m.K) é moldado ao redor dessa esfera, com uma 
espessura de 20 cm de parede e possui geração uniforme de calor a uma taxa volumétrica de 103 W/m³. 
Na sequência é colocado um revestimento de 50 cm de uma manta isolante (k = 0,3 W/m.K). A 
superfície externa do isolante está exposta a um escoamento de ar no qual h = 50 W/(m².K) e 𝑇∞ =
25°𝐶. Sabendo que a temperatura na interface entre os dois materiais radioativos é de 900 ºC, 
determine a temperatura da face interna do isolante e a temperatura no centro do reator. 
3ª QUESTÃO (2,5 PONTOS) 
Aletas longitudinais são utilizadas para promover o resfriamento de um circuito eletrônico. Elas 
são fixadas sobre uma base quadrada de 80 cm de lado. As aletas são fabricadas em liga de 
alumínio (k = 35 W/m.K) possuem 2 cm de espessura, 6 cm de comprimento e há 5 mm de 
espaçamento entre elas. Considerando que a temperatura na base das aletas é de 150°C e que o 
ambiente está a 20 °C e possui um coeficiente convectivo de 5 W/m²K, determine a taxa total de 
transferência de calor entre o sistema aletado e o ar e o aumento percentual em comparação 
ao sistema não aletado. 
 
4ª QUESTÃO (2,5 PONTOS) 
Considere uma barra metálica de 60 mm de diâmetro e 800 mm de comprimento aquecida por 
indução eletromagnética. Tal aquecimento ocorre no centro da barra e faz com que a temperatura 
da região aquecida (de comprimento igual a 50 mm) seja uniforme, constante e igual a 350 ºC. 
Uma das extremidades da barra se encontra isolada e a outra está exposta ao ar ambiente a 30 ºC. 
Sabendo que a condutibilidade térmica do material da barra é igual a 20 W/m.K e que o coeficiente 
de transferência de calor entre a barra e o ar é de 16 W/m²K, determine a potência térmica 
transferida do elemento de aquecimento para a barra metálica e as temperaturas das seções 
transversais localizadas a 100 mm de cada uma das extremidades.