Condução de Calor e Equações

Prévia do material em texto

Prova Impressa
GABARITO | Avaliação II - Individual (Cod.:824518)
Peso da Avaliação 1,50
Prova 64948554
Qtd. de Questões 10
Acertos/Erros 10/0
Nota 10,00
A equação geral da condução de calor é baseada em uma vasta evidência experimental e sua 
dedução é feita a partir de um balanço de energia em um elemento infinitesimal de volume, 
geralmente em coordenadas retangulares, cilíndricas e esféricas. Com base nos termos da equação 
geral da condução de calor, analise as sentenças a seguir:
I- O termo 'alfa' da equação geral da condução de calor é a difusividade térmica.
II- O termo 'g' da equação geral da condução de calor é a geração de calor interna por unidade de 
volume.
III- O termo de geração de calor só está presente na equação geral da condução de calor quando o 
fenômeno ocorre em estado (regime) permanente.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças I e II estão corretas.
B As sentenças I e III estão corretas.
C Somente a sentença II está correta.
D Somente a sentença III está correta.
A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento 
diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das 
superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de 
condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, analise a condução de calor 
unidimensional sem geração em regime permanente na parede ilustrada e avalie as asserções a seguir 
e a relação proposta entre elas:
I- Em x=0, temos apenas uma condição de contorno definida, sendo esta condição de contorno de 1ª 
espécie ou de temperatura conhecida.
PORQUE
II- O fluxo conhecido de 40W/cm² não pode ser especificado na mesma fronteira para que a equação 
da distribuição de temperatura pela espessura da parede, T(x), possa ser determinada. 
 VOLTAR
A+ Alterar modo de visualização
1
2
 
Assinale a alternativa CORRETA:
A As asserções I e II são proposições falsas e a asserção II não é uma justificativa correta da
asserção I.
B A asserção II é uma proposição falsa e a asserção I é uma proposição verdadeira.
C As asserções I e II são proposições verdadeiras e a asserção II é uma justificativa correta da
asserção I.
D A asserção I é uma proposição falsa e a asserção II é uma proposição verdadeira.
A condução de calor unidimensional em determinada geometria significa que a condução de 
calor é predominantemente em uma direção, sendo desprezível nas outras. Aplicando o balanço de 
energia no elemento fino de uma parede plana durante um pequeno intervalo de tempo, deduzimos 
várias equações oriundas da equação de Fourier-Biot, que podem ser aplicadas para fenômenos de 
condução de calor unidimensional, com ou sem geração de calor interna, condutividade térmica (k) 
constante e no estado transiente e estado permanente. Com base nestas possibilidades, faça uma 
análise das equações apresentadas e associe os itens, utilizando o código a seguir:
I- Equação de Poisson, aplicada à condução de calor unidimensional, com geração de calor interna, 
condutividade térmica constante em estado permanente.
II- Equação de Laplace, aplicada à condução de calor unidimensional, sem geração de calor interna, 
condutividade térmica constante em estado permanente.
III- Equação de Fourier da difusão de calor, aplicada à condução de calor unidimensional, sem 
geração de calor interna, condutividade térmica constante em estado transiente.
A II - I - III.
3
B II - III - I.
C III - I - II.
D I - II - III.
A difusividade térmica é uma razão entre a condutividade térmica do material e a sua 
capacidade térmica por volume (produto da densidade e o calor específico do material). Considere 
dois materiais diferentes, "A" e "B". A razão das condutividades térmicas, densidades e calores 
específicos dos materiais está indicada na figura a seguir. Com base nestas informações, qual é a 
razão entre as difusividades térmicas dos materiais "A" e "B"?
A 8,89.
B 0,03.
C 6,32.
D 0,06.
A equação geral da condução de calor é baseada em uma vasta evidência experimental e sua 
dedução é feita a partir de um balanço de energia em um elemento infinitesimal de volume, 
geralmente em coordenadas retangulares, cilíndricas e esféricas. Com base nos termos da equação 
geral da condução de calor, analise as sentenças a seguir:
I- O termo 'g' da equação geral da condução de calor é a geração de calor interna por unidade de 
volume.
II- O termo de geração de calor só está presente na equação geral da condução de calor quando o 
fenômeno ocorre em estado (regime) transiente.
III- Na maioria das aplicações práticas da condução de calor, a condutividade térmica (k) do material 
pode ser assumida como um valor constante.
Assinale a alternativa CORRETA:
A Somente a sentença III está correta.
4
5
B As sentenças I e III estão corretas.
C As sentenças I e II estão corretas.
D Somente a sentença II está correta.
A difusividade térmica é uma razão entre a condutividade térmica do material e a sua 
capacidade térmica por volume (produto da densidade e o calor específico do material). Considere 
dois materiais diferentes, "A" e "B". A razão das condutividades térmicas, densidades e calores 
específicos dos materiais está indicada na figura a seguir. Com base nestas informações, qual é a 
razão entre as difusividades térmicas dos materiais "A" e "B"?
A 4882.
B 0,1.
C 0,06.
D 17,1.
A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento 
diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das 
superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de 
condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas:
( ) As condições de contorno são úteis para modelar matematicamente a equação que descreve a 
distribuição de temperatura por uma parede plana sujeita à condução de calor.
( ) Condições de contorno são expressões matemáticas que definem o balanço de energia no volume 
de controle analisado em um processo de condução de calor.
( ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado 
(regime) permanente gera duas constantes de integração (C1 e C2) na equação da distribuição de 
temperatura.
6
7
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - V.
B V - F - V.
C F - V - F.
D V - F - F.
A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento 
diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das 
superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de 
condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas:
( ) Informações relacionadas a condições de contorno na superfície do problema podem ser 
temperatura conhecida ou fluxo de calor conhecido.
( ) Condições de contorno são expressões matemáticas que estabelecem as condições térmicas nas 
fronteiras do sistema em análise.
( ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado 
(regime) permanente gera apenas uma constante de integração (C1).
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - F - F.
B F - F - V.
C F - V - V.
D V - V - F.
A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento 
diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das 
superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de 
condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, analise a condução de calor 
unidimensional sem geração em regime permanente na parede ilustrada e avalie as asserções a seguir 
e a relação proposta entreelas:
I- Em x=0, temos duas condições de contorno definidas, uma de 1ª espécie e outra de 2ª espécie, que 
permitem determinar a temperatura da parede em x=L.
PORQUE
II- Especificar duas condições de contorno na mesma superfície (x=0) resultará em uma solução 
única para a equação da distribuição de temperatura pela espessura da parede, T(x), que poderá ser 
usada para determinar a temperatura da parede em x=L.
8
9
 
Assinale a alternativa CORRETA:
A As asserções I e II são proposições verdadeiras e a asserção II é uma justificativa correta da
asserção I.
B A asserção I é uma proposição falsa e a asserção II é uma proposição verdadeira.
C A asserção II é uma proposição falsa e a asserção I é uma proposição verdadeira.
D As asserções I e II são proposições falsas e a asserção II não é uma justificativa correta da
asserção I.
A difusividade térmica é uma razão entre a condutividade térmica do material e a sua 
capacidade térmica por volume (produto da densidade e o calor específico do material). Considere 
dois materiais diferentes, "A" e "B". A razão das condutividades térmicas, densidades e calores 
específicos dos materiais está indicada na figura a seguir. Com base nestas informações, qual é a 
razão entre as difusividades térmicas dos materiais "A" e "B"?
A 0,14.
B 0,86.
C 2,1.
10
D 1,7.
Imprimir