COVECÇÃO

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Questão 1 
Para fins de transferência de calor, um homem em pé pode ser considerado como um cilindro 
vertical de 30cm de diâmetro e 170cm de altura. As superfícies superior e inferior são isoladas e 
com a temperatura lateral de 34∘C. Qual é a perda de transferência de calor por convecção em 
um meio ambiente de 18∘C? Considere que o coeficiente de transferência de calor por 
convecção é de 8W/m2K. 
A205W 
 
B105W 
 
C305W 
 
D95W 
 
E85W 
 
Responder 
Parabéns! A alternativa A está correta. 
Aplicando a lei de resfriamento de Newton, observamos que temos todas as variáveis para 
calcular o fluxo de transferência de calor por convecção. No entanto, precisamos ter cuidado no 
cálculo da área de transferência. Essa área é representada como a parte lateral do cilindro. Se 
abrirmos ele, observamos que é um retângulo, tendo como base o perímetro da circunferência e 
o outro lado a altura do cilindro. 
 
Vamos calcular a área: 
As=b⋅a=π⋅D⋅L=π⋅(0,3m)⋅(1,70m)=1,6m2 
Q˙=h⋅As(Ts−T∞)=8Wm2K⋅1,6m2⋅(307K−291K)=205W 
As=b⋅a=π⋅D⋅L=π⋅(0,3m)⋅(1,70m)=1,6m2 
Q˙=h⋅As(Ts−T∞)=8Wm2K⋅1,6m2⋅(307K−291K)=205W 
Questão 2 
Ar quente a 80∘C é soprado sobre uma superfície plana de 2m×4m que está a 30∘C. 
Se o coeficiente médio de transferência de calor por convecção é 55W/m2K, qual é o fluxo de 
transferência de calor do ar à placa? 
A12kW 
 
B-22kW 
 
C22kW 
 
D-12kW 
 
E32kW 
 
Responder 
Parabéns! A alternativa B está correta. 
Aplicando a lei de resfriamento de Newton, temos: 
Q˙=h⋅As(Ts−T∞)=55Wm2K⋅8m2⋅(303K−353K)= −22000W=−22kW 
Q˙=h⋅As(Ts−T∞)=55Wm2K⋅8m2⋅(303K−353K)= −22000W=−22kW 
Questão 3 
Um aquecedor de 800W, com resistência elétrica de 40cm, diâmetro de 0,5cm e temperatura 
superficial de 120∘C está imerso em 75kg de água cuja temperatura inicial é de 20∘C. 
 
Qual será o tempo necessário para esse aquecedor elevar a temperatura da água até 80°C? 
A2,5h 
 
B4,5h 
 
C6,5h 
 
D3,5h 
 
E5,5h 
 
Responder 
Parabéns! A alternativa C está correta. 
Neste caso, o calor de transferência de calor de uma temperatura inicial até uma final 
envolvendo uma quantidade de massa precisa ser determinada por: 
Q=mCp(Tf−Ti) 
Q=mCp(Tf−Ti) 
A capacidade calorifica da água é de 4186 J//kg. K. 
 
Portanto: 
Q=mCp(Tf−Ti)= 75kg⋅4186WkgK⋅(353K−293K)=1,884⋅107J 
Q=mCp(Tf−Ti)= 75kg⋅4186WkgK⋅(353K−293K)=1,884⋅107J 
Se o aquecedor fornece calor de 800J/s, significa que para conseguir chegar ao valor de 
1,884⋅107J precisará de 23546 segundos ou 6,5h. 
Questão 4 
Um aquecedor de 800W, com resistência elétrica de 40cm, diâmetro de 0,5cm e temperatura 
superficial de 120∘C está imerso em 75kg de água cuja temperatura inicial é de 20∘C. 
 
Qual é o valor do coeficiente de transferência de calor por convecção no início do processo? 
A3183W/m²K 
 
B9876W/m²K 
 
C4456W/m²K 
 
D1274W/m²K 
 
E2789W/m²K 
 
Responder 
Parabéns! A alternativa D está correta. 
A partir da lei de resfriamento de Newton, isolamos o termo do coeficiente de transferência de 
calor. Nesse caso, a temperatura ambiente é 20∘C e a área de transferência seria a superfície 
lateral da resistência elétrica, considerada como um cilindro vertical. Lembrando que essa área 
lateral é um retângulo com base o perímetro da circunferência vezes o comprimento. 
Q˙=h⋅As(Ts−T∞)h=Q˙As(Ts−T∞) 
As=b⋅a=π⋅D⋅L=π⋅5⋅10−3 m⋅0,4m=6,28⋅10−3 m2h=800˙ W6,28⋅10−3 m2(393 K−293 K)=1274 
W/m2 K 
Q˙=h⋅As(Ts−T∞)h=Q˙As(Ts−T∞) 
As=b⋅a=π⋅D⋅L=π⋅5⋅10−3 m⋅0,4m=6,28⋅10−3 m2h=800˙ W6,28⋅10−3 m2(393 K−293 K)=1274 
W/m2 K 
Questão 5 
Um aquecedor de 800W, com resistência elétrica de 40cm, diâmetro de 0,5cm e temperatura 
superficial de 120∘C está imerso em 75kg de água cuja temperatura inicial é de 20∘C. 
 
Qual é o coeficiente de transferência de calor ao final do processo? 
A3183W/m²K 
 
B9876W/m²K 
 
C4456W/m²K 
 
D1274W/m²K 
 
E2789W/m²K 
 
Responder 
Parabéns! A alternativa A está correta. 
A partir da lei de resfriamento de Newton, isolamos o termo do coeficiente de transferência de 
calor. Nesse caso, a temperatura ambiente é 80∘textnormalC e a área de transferência seria a 
superfície lateral da resistência elétrica, considerada como um cilindro vertical. Lembrando que 
essa área lateral é um retângulo com base o perímetro da circunferência vezes o comprimento. 
Q˙=h⋅As(Ts−T∞)h=Q˙As(Ts−T∞) 
As=b⋅a=π⋅D⋅L=π⋅5⋅10−3 m⋅0,4 m=6,28⋅10−3 m2h=800˙ W6,28⋅10−3 m2(393 K−353 K)=3183 
W/m2 K 
Q˙=h⋅As(Ts−T∞)h=Q˙As(Ts−T∞) 
As=b⋅a=π⋅D⋅L=π⋅5⋅10−3 m⋅0,4 m=6,28⋅10−3 m2h=800˙ W6,28⋅10−3 m2(393 K−353 K)=3183 
W/m2 K 
Questão 6 
Um tubo de água quente com diâmetro exterior de 5cm e 10m de comprimento, a 80∘C, está 
perdendo calor para o ar circundante, a 5∘C por convecção natural com um coeficiente de 
transferência de calor de 25W/m2K. Considere somente transferência de calor pela superfície 
lateral. Qual é o fluxo de transferência de calor da perda por convecção natural? 
A945W 
 
B1945W 
 
C3945W 
 
D4945W 
 
E2945W 
 
Responder 
Parabéns! A alternativa E está correta. 
Aplicando a lei de resfriamento de Newton, considere para uma área de transferência 
equivalente a um retângulo de base o perímetro de um círculo e comprimento de 10m. 
As=b⋅a=π⋅D⋅L=π⋅0,05m⋅10m=1,57m2 
Q˙=h⋅As(Ts−T∞)=25Wm2K⋅1,57m2⋅(353K−278K)=2945W