Material 65

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Material 65: Engenharia Mecânica - Transferência de Calor 
Questão 1: 
O que é transferência de calor (ou transmissão de calor)? 
a) A transferência de massa entre dois sistemas. 
b) A transferência de energia térmica (calor) entre sistemas (ou partes de um sistema) com 
diferentes temperaturas, sempre do sistema de maior temperatura para o de menor 
temperatura. 
c) A transferência de trabalho entre dois sistemas. 
d) A transferência de eletricidade. 
e) A medida da temperatura. 
Resposta: b) 
Questão 2: 
Quais são os três mecanismos básicos de transferência de calor? 
a) Condução, convecção e evaporação. 
b) Condução, convecção e radiação. 
c) Condução, evaporação e radiação. 
d) Convecção, evaporação e radiação. 
e) Condensação, convecção e solidificação 
Resposta: b) 
Questão 3: 
O que é condução térmica? 
a) A transferência de calor através do vácuo. 
b) A transferência de calor através de um meio material (sólido, líquido ou gás) devido à 
agitação térmica das moléculas (e, em sólidos, também ao movimento de elétrons livres), 
sem transporte macroscópico de matéria. 
c) A transferência de calor através do movimento de um fluido. 
d) A transferência de calor por ondas eletromagnéticas. 
e) A transferência de calor por evaporação 
Resposta: b) 
Questão 4: 
O que é a Lei de Fourier para a condução de calor? 
a) Q = -k * A * (dT/dx), onde Q é a taxa de transferência de calor (fluxo de calor), k é a 
condutividade térmica do material, A é a área da seção transversal e dT/dx é o gradiente de 
temperatura. 
b) Q = h * A * ΔT 
c) Q = ε * σ * A * T⁴ 
d) Q = m * c * ΔT 
e) Q = U * A * ΔT 
Resposta: a) O sinal negativo indica que o calor flui no sentido da diminuição da 
temperatura. 
Questão 5: 
O que é convecção térmica? 
a) A transferência de calor através de um sólido. 
b) A transferência de calor entre uma superfície sólida e um fluido (líquido ou gás) em 
movimento, envolvendo tanto a condução (no fluido próximo à superfície) quanto o 
transporte de energia pelo movimento do fluido. 
c) A transferência de calor através do vácuo. 
d) A transferência de calor por ondas eletromagnéticas. 
e) A transferência em um meio estático 
Resposta: b) 
Questão 6: Qual a diferença entre convecção natural e convecção forçada? 
Resposta: 
• Convecção natural (ou livre): O movimento do fluido é causado por diferenças de 
densidade resultantes das variações de temperatura no fluido. O fluido mais quente 
(menos denso) sobe, e o fluido mais frio (mais denso) desce, criando correntes de 
convecção. 
• Convecção forçada: O movimento do fluido é induzido por meios mecânicos, como 
bombas, ventiladores ou agitadores, aumentando a taxa de transferência de calor. 
Questão 7: 
O que é radiação térmica? 
a) A transferência de calor através de um sólido. 
b) A transferência de calor através de um fluido em movimento. 
c) A transferência de calor por ondas eletromagnéticas (radiação infravermelha, 
principalmente), que podem se propagar inclusive no vácuo. Todos os corpos com 
temperatura acima do zero absoluto emitem radiação térmica. 
d) A transferência de calor por contato direto. 
e) A transferência de calor apenas em metais 
Resposta: c) 
Questão 8: Descreva, em até 5 linhas, a Lei de Stefan-Boltzmann para a radiação térmica. 
Resposta: A Lei de Stefan-Boltzmann estabelece que a potência total irradiada por um corpo 
negro (emissor ideal de radiação) é proporcional à quarta potência de sua temperatura 
absoluta (T): 
E = σ * T⁴ 
Onde: 
• E = potência irradiada por unidade de área (W/m²) 
• σ = constante de Stefan-Boltzmann (aproximadamente 5,67 x 10⁻⁸ W/m².K⁴) 
• T = temperatura absoluta (em Kelvin) 
Para corpos reais (não negros), a lei é modificada pela emissividade (ε), um fator entre 0 e 1: 
E = ε * σ * T⁴ 
Questão 9: O que é um trocador de calor? Cite três tipos. 
Resposta: Um trocador de calor é um dispositivo projetado para transferir calor entre dois 
fluidos (ou entre um fluido e uma superfície sólida) a diferentes temperaturas, sem que haja 
mistura entre eles (na maioria dos casos). São amplamente utilizados em diversas aplicações 
industriais e de engenharia. 
Tipos: 
1. Trocadores de calor casco e tubos: Um fluido escoa dentro de tubos, e outro fluido 
escoa ao redor dos tubos (no casco), trocando calor através da parede dos tubos. 
2. Trocadores de calor a placas: Placas corrugadas formam canais estreitos para o 
escoamento dos fluidos, proporcionando uma grande área de troca térmica. 
3. Trocadores de calor compactos: Trocadores com alta área de troca térmica por 
unidade de volume (ex: radiadores de automóveis). 
4. Trocadores de calor de contato direto. 
5. Trocadores regenerativos 
Questão 10: O que é condução em regime transiente? 
Resposta: Condução em regime transiente (ou não estacionário) é a condução de calor em 
que a temperatura em um ponto do corpo varia com o tempo. Isso ocorre quando as 
condições de contorno (ex: temperatura da superfície) ou a geração interna de calor variam 
com o tempo. A análise da condução transiente é mais complexa que a da condução em 
regime estacionário (onde a temperatura não varia com o tempo). Exemplos: aquecimento 
ou resfriamento de um objeto, tratamento térmico de metais.