Aula 2 - Condução de Calor - Exercícios

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Fenômeno de Transferênia Professor Hans 
Aula 2: Condução Térmica - Exercícios 
 
 
1) (PETROBRAS) Por uma placa de espessura igual a 
3 cm passa um fluxo de calor de 120 W/m². Qual a 
condutividade térmica do material com que é feita essa 
placa se a diferença de temperatura entre as faces da 
placa é igual 30ºC? 
a) 0,01 W/(m.ºC) 
b) 0,05 W/(m.ºC) 
c) 0,12 W/(m.ºC) 
d) 0,18 W/(m.ºC) 
e) 0,24 W/(m.ºC) 
 
2) (POLÍCIA CIVIL DO ESTADO DO PIAUÍ) Uma 
placa apresenta a superfície interna com temperatura 
de 45ºC, e a superfície externa com temperatura de 
30ºC. O material possui 50 cm de espessura e 
condutividade térmica de 0,8 W/m.ºC. Qual a taxa de 
transferência de calor por condução para uma área de 
1m² desse material? 
a) 0,1 b)0,5 c) 24 d)12 e) 18 
 
3) (CONSÓRCIO INTERFEDERATIVO SANTA 
CATARINA) A parede de uma casa tem 7 m de 
comprimento, 6 m de altura e 30 cm de espessura, e é 
fabricada com material cujo K = 0,6 W/m.K. A 
temperatura externa da parede é 6°C e a interna é 16°C. 
 
 
 
O Fluxo de calor por condução através da parede vale: 
a) 1200 W. 
b) 840 W. 
c) 760 W. 
d) 620 W. 
e) 480 W. 
 
4) (INSTITUTO AOCP) A parede de uma casa de 
fornalha é construída em alvenaria com material 
refratário, com espessura de 0,3 m, altura de 0,5 m, 
comprimento de 1,2m e condutividade térmica de 1,8 
W/(m.K). As Aferições executadas durante a operação 
e regime estacionário indicaram que, na área interna da 
fornalha, a temperatura era de 1400 K(Kelvin) e, na 
superfície externa da parede, 1150 K(Kelvin). 
Considerando a condução térmica unidimensional e a 
condutividade constante, a perda de calor através da 
alvenaria é 
a)1500 W/(m.K). 
b)1500 W/m². 
c)900 W/m². 
d)900 W. 
e)900 W/(m.K). 
 
5) (TRANSPETRO) Considere uma parede plana, com 
1m² de área transversal, composta por duas placas de 
condutividades térmicas médias k₁ e k₂, 
respectivamente, iguais, em W/m°C, a 2 e a 0,5. As 
temperaturas interna (TI) e externa (TE) da parede 
valem, respectivamente, 100ºC e 50°C. As espessuras 
das placas são, respectivamente, L₁ = 10 mm e L₂ = 60 
mm, conforme mostrado na figura abaixo. 
 
 
 
Supondo a transferência de calor unidimensional e em 
regime permanente, o calor transferido através da 
parede composta é, em W, igual a 
a)400 
b)500 
c)600 
d)700 
e)800 
 
 
 
 
 2 
6) (PREFEITURA MUNICIPAL DE SOBRAL) As 
paredes de um forno industrial são construídas de 
tijolos refratários que possuem uma espessura de 200 
mm e uma condutividade térmica de 2 W/m.K. 
Sabendo que as temperaturas medidas nas superfícies 
internas e externas do forno durante a sua operação 
são, respectivamente, 1027 ºC e 627 ºC, a taxa de perda 
de calor pelas paredes do forno, por unidade de área 
superficial, corresponde a 
a)40 W/m². 
b)4000 W/m². 
c)400 W/m². 
d)40000 W/m². 
 
7) (DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E 
ENGENHARIA DO ESTADO DO CEARÁ) Atente à 
figura abaixo. 
 
 
 
A Figura apresenta duas barras (A e B) de materiais 
diferentes, fixadas em paralelo entre duas paredes. A 
área da seção transversal de cada barra é 0,2 m². 
Considerando-se as condutividades térmicas 
apresentadas, a resistência térmica equivalente das 
duas barras, em K/W, é dada por 
a)0,1. b)0,075. c)0,05. d)0,025. 
 
8) Consideremos uma esfera oca submetida à uma 
diferença de temperatura entre a superfície interna e a 
superfície externa, como pode ser visto na figura: 
 
Calcule o fluxo de calor através da superfície. 
9) Calcule o comprimento característico dos seguintes 
objetos: 
 
a) uma placa de espessura L, sujeita a convecção 
em suas duas faces; 
b) um cilindro longo de raio R; 
c) um cilindro curto de raio R e comprimento L; 
d) uma esfera de raio R. 
 
10) Para os objetos do problema 9, seja L=10 mm e 
R=6 mm, considerando um processo de resfriamento 
feito por convecção de material com k = 1,5 W/mK 
com coeficiente de corrente de convecção igual a 45 
W/m2K, calcule o número de Biot de cada objeto e 
verifique se é possível aplicar o método de 
capacitância total. 
 
11) Em um programa de avaliação de materiais, 
miçangas de vidro com 12,5 mm de diâmetro com 
revestimento dielétrico são retiradas de um forno de 
processo com temperatura uniforme de 225 oC. 
Considere para o vidro com massa específica 2225 
kg/m3, c=835 J/kgK e k = 1,4 W/mK. As miçangas são 
resfriadas em uma corrente de ar para a qual T= 20oC 
e o coeficiente de transferência de calor por convecção 
é 25 W/m2K. Calcule o número de Biot e verifique qual 
é a temperatura de uma miçanga após 6 min? 
 
Gabarito 
1-C 
2-C 
3-B 
4-D 
5-A 
6-B 
7-C 
8) 
�̇� =
4𝑘𝜋
(
1
𝑟𝑖 −
1
𝑟𝑒)
(𝑇𝑖 − 𝑇𝑒) 
9) 
a)𝐿𝑐 =
𝐿
2
 b) 𝐿𝑐 =
𝑅
2
 c) 𝐿𝑐 =
𝑅𝐿
2𝑅+2𝐿
 d) 𝐿𝑐 =
𝑅
3
 
 
10) 
a) Bi=0,15; não 
b) Bi=0,09; sim 
c) Bi=0,056; sim 
d) Bi=0,06; sim 
 
11) 
Bi = 0,037 
Aproximadamente 40oC