GABARITO - Avaliação II - Individual (Cod 824518)

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<p>GABARITO / Avaliação II - Individual (Cod.:824518)</p><p>Processos de Transferência de Calor (EMC11)</p><p>Prova: 64981246 Período para responder: 17/05/2023 - 02/06/2023</p><p>1- A condução de calor unidimensional em determinada geometria significa que a condução de calor é</p><p>predominantemente em uma direção, sendo desprezível nas outras. Aplicando o balanço de energia</p><p>no elemento fino de uma parede plana durante um pequeno intervalo de tempo, deduzimos várias</p><p>equações oriundas da equação de Fourier-Biot, que podem ser aplicadas para fenômenos de condução</p><p>de calor unidimensional, com ou sem geração de calor interna, condutividade térmica (k) constante e</p><p>no estado transiente e estado permanente. Com base nestas possibilidades, faça uma análise das</p><p>equações apresentadas e associe os itens, utilizando o código a seguir:</p><p>I- Equação de Poisson, aplicada à condução de calor unidimensional, com geração de calor interna,</p><p>condutividade térmica constante em estado permanente.</p><p>II- Equação de Laplace, aplicada à condução de calor unidimensional, sem geração de calor interna,</p><p>condutividade térmica constante em estado permanente.</p><p>III- Equação de Fourier-Biot, aplicada à condução de calor unidimensional, com geração de calor</p><p>interna, condutividade térmica constante em estado transiente.</p><p>A) II - III - I.</p><p>B) III - II - I.</p><p>C) III - I - II.</p><p>D) I - II - III.</p><p>2- A condução de calor unidimensional em determinada geometria significa que a condução de calor é</p><p>predominantemente em uma direção, sendo desprezível nas outras. Aplicando o balanço de energia</p><p>no elemento fino de uma parede plana durante um pequeno intervalo de tempo, deduzimos várias</p><p>equações oriundas da equação de Fourier-Biot, que podem ser aplicadas para fenômenos de condução</p><p>de calor unidimensional, com ou sem geração de calor interna, condutividade térmica (k) constante e</p><p>no estado transiente e estado permanente. Com base nestas possibilidades, faça uma análise das</p><p>equações apresentadas e associe os itens, utilizando o código a seguir:</p><p>I- Equação de Poisson, aplicada à condução de calor unidimensional,</p><p>com geração de calor interna, condutividade térmica constante em</p><p>estado permanente.</p><p>II- Equação de Laplace, aplicada à condução de calor unidimensional,</p><p>sem geração de calor interna, condutividade térmica constante em estado</p><p>permanente.</p><p>III- Equação de Fourier da difusão de calor, aplicada à condução de calor unidimensional, sem geração</p><p>de calor interna, condutividade térmica constante em estado transiente.</p><p>A) II - I - III.</p><p>B) III - I - II.</p><p>C) I - II - III.</p><p>D) II - III - I.</p><p>3- A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento</p><p>diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das</p><p>superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de</p><p>condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças</p><p>verdadeiras e F para as falsas:</p><p>( ) As condições de contorno de 1ª espécie são as que especificam a temperatura nas fronteiras do</p><p>sistema.</p><p>( ) As condições de contorno de 2ª espécie são as que envolvem a troca de calor por convecção nas</p><p>fronteiras do sistema.</p><p>( ) As condições de contorno de 3ª espécie são as que especificam o fluxo de calor conhecido nas</p><p>fronteiras do sistema.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:</p><p>A) V - V - F.</p><p>B) V - F - F.</p><p>C) F - F - V.</p><p>D) F - V - V.</p><p>4- A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento</p><p>diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das</p><p>superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de</p><p>condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, analise a condução de calor</p><p>unidimensional sem geração em regime permanente na parede ilustrada e avalie as asserções a seguir</p><p>e a relação proposta entre elas:</p><p>I- Em x=0, temos duas condições de contorno definidas, uma de 1ª espécie e outra de 2ª espécie, que</p><p>permitem determinar a temperatura da parede em x=L.</p><p>PORQUE</p><p>II- Especificar duas condições de contorno na mesma superfície</p><p>(x=0) resultará em uma solução única para a equação da</p><p>distribuição de temperatura pela espessura da parede, T(x),</p><p>que poderá ser usada para determinar a temperatura da</p><p>parede em x=L.</p><p>Assinale a alternativa CORRETA:</p><p>A) A asserção I é uma proposição falsa e a asserção II é uma proposição verdadeira.</p><p>B) As asserções I e II são proposições falsas e a asserção II não é uma justificativa correta da</p><p>asserção I.</p><p>C) As asserções I e II são proposições verdadeiras e a asserção II é uma justificativa correta</p><p>da asserção I.</p><p>D) A asserção II é uma proposição falsa e a asserção I é uma proposição verdadeira.</p><p>5- A equação geral da condução de calor é baseada em uma vasta evidência experimental e sua dedução</p><p>é feita a partir de um balanço de energia em um elemento infinitesimal de volume, geralmente em</p><p>coordenadas retangulares, cilíndricas e esféricas. Com base nos termos da equação geral da condução</p><p>de calor, analise as sentenças a seguir:</p><p>I- O termo 'g' da equação geral da condução de calor é a geração de calor interna por unidade de</p><p>volume.</p><p>II- O termo de geração de calor só está presente na equação geral da condução de calor quando o</p><p>fenômeno ocorre em estado (regime) transiente.</p><p>III- Na maioria das aplicações práticas da condução de calor, a condutividade térmica (k) do material</p><p>pode ser assumida como um valor constante.</p><p>Assinale a alternativa CORRETA:</p><p>A) As sentenças I e III estão corretas.</p><p>B) Somente a sentença II está correta.</p><p>C) Somente a sentença III está correta.</p><p>D) As sentenças I e II estão corretas.</p><p>6- A difusividade térmica é uma razão entre a condutividade térmica do material e a sua capacidade</p><p>térmica por volume (produto da densidade e o calor específico do material). Considere dois materiais</p><p>diferentes, "A" e "B". A razão das condutividades térmicas, densidades e calores específicos dos</p><p>materiais está indicada na figura a seguir. Com base nestas informações, qual é a razão entre as</p><p>difusividades térmicas dos materiais "A" e "B"?</p><p>A) 2,1.</p><p>B) 0,14.</p><p>C) 0,86.</p><p>D) 1,7.</p><p>7- A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento</p><p>diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das</p><p>superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de</p><p>condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, analise a condução de calor</p><p>unidimensional sem geração em regime permanente na parede ilustrada e avalie as asserções a seguir</p><p>e a relação proposta entre elas:</p><p>I- Em x=0, temos apenas uma condição de contorno definida, sendo esta condição de contorno de 1ª</p><p>espécie ou de temperatura conhecida.</p><p>PORQUE</p><p>II- O fluxo conhecido de 40W/cm² não pode ser especificado na mesma fronteira para que a equação</p><p>da distribuição de temperatura pela espessura da parede, T(x), possa ser determinada. Assinale a</p><p>alternativa CORRETA:</p><p>A) A asserção I é uma proposição falsa e a asserção II</p><p>é uma proposição verdadeira.</p><p>B) As asserções I e II são proposições falsas e a asserção II</p><p>não é uma justificativa correta da asserção I.</p><p>C) A asserção II é uma proposição falsa e a asserção I</p><p>é uma proposição verdadeira.</p><p>D) As asserções I e II são proposições verdadeiras e a asserção II</p><p>é uma justificativa correta da asserção I.</p><p>8- A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento</p><p>diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das</p><p>superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de</p><p>condições de contorno e condição inicial.</p><p>Com base neste conceito, classifique V para as sentenças</p><p>verdadeiras e F para as falsas:</p><p>( ) As condições de contorno são úteis para modelar matematicamente a equação que descreve a</p><p>distribuição de temperatura por uma parede plana sujeita à condução de calor.</p><p>( ) Condições de contorno são expressões matemáticas que definem o balanço de energia no volume</p><p>de controle analisado em um processo de condução de calor.</p><p>( ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado (regime)</p><p>permanente gera duas constantes de integração (C1 e C2) na equação da distribuição de temperatura.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:</p><p>A) F - V - F.</p><p>B) F - V - V.</p><p>C) V - F - V.</p><p>D) V - F - F.</p><p>9- A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento</p><p>diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das</p><p>superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de</p><p>condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças</p><p>verdadeiras e F para as falsas:</p><p>( ) Informações relacionadas a condições de contorno na superfície do problema podem ser</p><p>temperatura conhecida ou fluxo de calor conhecido.</p><p>( ) Condições de contorno são expressões matemáticas que estabelecem as condições térmicas nas</p><p>fronteiras do sistema em análise.</p><p>( ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado (regime)</p><p>permanente gera apenas uma constante de integração (C1).</p><p>Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:</p><p>A) V - F - F.</p><p>B) F - F - V.</p><p>C) F - V - V.</p><p>D) V - V - F.</p><p>10- A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento</p><p>diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das</p><p>superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de</p><p>condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças</p><p>verdadeiras e F para as falsas:</p><p>( ) As condições de contorno são úteis para encontrar a solução particular do problema de condução</p><p>de calor, expresso na equação da distribuição de temperatura.</p><p>( ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado (regime)</p><p>transiente gera uma constante de integração para o termo transiente da equação, geralmente</p><p>especificado pela condição inicial do problema (temperatura no tempo igual a zero).</p><p>( ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado (regime)</p><p>transiente não gera constantes de integração (C1 e C2) para a direção do sistema de coordenadas</p><p>geométricas na equação da distribuição de temperatura.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:</p><p>A) F - F - V.</p><p>B) V - V - F.</p><p>C) V - F - F.</p><p>D) F - V - F.</p>