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Fenômeno de transporte II / Prof. Laio Damasceno 
Lista de Exercícios 
 
 
 
Lista de Exercícios – Iª Unidade 
 
Questão 1. Considere uma parede plana com 100 mm de espessura e 
condutividade térmica de 100 W.m-1.K-1. Supondo a manutenção das condições de 
regime permanente, com T1 = 400 K e T2 = 600 K, determine o fluxo térmico qx” e o 
gradiente de temperatura dT/dx para os sistemas de coordenadas mostrados a 
seguir. 
 
Questão 2. Um grande fabricante de eletrodomésticos está propondo o projeto de 
um forno auto-limpante que utiliza uma janela composta para separar o interior do 
forno do ar ambiente. A janela possui dois plásticos resistentes à alta temperatura (A 
e B), com espessuras LA = 2 LB e condutividades térmicas kA = 0,15 W.m-1.K-1 e 
kB = 0,08 W.m-1.K-1. Durante o processo de auto-limpeza, a temperatura das 
paredes internas do forno e do ar no seu interior, Tp e Ta, é de 400ºC, enquanto a 
por convecção e radiação no interior do forno, hi e hr, bem como o coeficiente de 
transferência de calor por convecção do lado externo do forno, he, são iguais e 
valem aproximadamente 25 W.m-2.K-1. Qual a espessura mínima da janela, L = LA 
+ LB, necessária para assegurar que a temperatura na superfície externa da janela 
não ultrapasse 50°C? Este limite não deve ser excedido por questões de segurança. 
 
Questão 3. Uma parede plana composta possui duas camadas de materiais, A e B. 
A camada de material A possui uma geração de calor uniforme de 1,5 x 106 W.m-3, 
condutividade térmica igual a 75 W.m-1.K-1 e espessura de 50mm. A camada do 
material B não apresenta geração de calor, tem condutividade igual a 150 W.m-1.K- 
1 e espessura de 20mm. A superfície interna da parede (material A) está 
perfeitamente isolada, enquanto a sua superfície externa (material B) é resfriada por 
uma corrente de água a 30 oC e coeficiente convectivo de 1.000 W.m-2.K-1. 
a. Esboce a distribuição de temperatura que existe na parede composta em 
condições de estado estacionário. 
b. Determine a temperatura To da superfície isolada e a temperatura T2 da 
superfície resfriada. 
 
Questão 4. A parede composta de um edifício possui as seguintes camadas: 100 
mm de um tijolo comum; 100 mm de fibra de vidro (com revestimento de papel, 28 
kg.m-3); reboco de gesso com 10 mm (vermiculita) e um painel de pinho com 6 mm 
de espessura. Sendo o coeficiente de convecção no lado interno igual a 10 W.m-
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Lista de Exercícios 
 
 
2.K-1 e o coeficiente externo igual a W.m-2.K-1, determine a resistência térmica total 
e o coeficiente global de transferência de calor. 
 
Questão 5. Um tubo condutor de vapor de diâmetro interno 160 mm e externo 170 
mm é coberto com duas camadas de isolante térmico. A espessura da primeira 
camada é 30 mm e a da segunda camada é 50 mm. As condutividades térmicas 
R1, R2, R3 do tubo e das camadas isolantes são 50, 0,15 e 0,08 kcal/h.m.oC, 
respectivamente. A temperatura da superfície interna do tubo de vapor é 300 oC e 
a da superfície externa do segundo isolante é 50 oC. Calcular : 
a) O fluxo de calor por unidade de comprimento do tubo. 
b) A temperatura nas interfaces das camadas. 
 
Questão 6. Um reservatório esférico destinado a encerrar oxigênio líquido, tem raio 
interno igual a 1,5 m e é feito de vidro com espessura igual a 0,03 m ( k = 0,6 
kcal/h.m.oC ). O reservatório é revestido externamente por uma camada de lã de 
vidro de espessura igual a 0,35 m ( k = 0,03 kcal/h.m.oC ). A temperatura na face 
interna do vidro é -180 oC e na face externa do isolamento é 10oC. Calcular : 
a) fluxo de calor através da parede 
b) temperatura na interface vidro/isolante 
 
Questão 7. Em uma indústria farmacêutica, pretende-se dimensionar uma estufa. 
Ela terá a forma cúbica de 1 m de lado e será construída de aço (k = 40 kcal/h.moC), 
com 10 mm de espessura, isolada com lã de vidro (k= 0,08 kcal/h.moC) e revestida 
com plástico (k= 0,2 kcal/h.moC) de 10 mm de espessura. O calor será inteiramente 
gerado por resistências elétricas de 100 W, pelas quais passará uma corrente de 10 
A . Não pode ser permitida uma perda de calor superior a 10 % do calor gerado. 
Sabendo-se que as temperatura nas faces das paredes, interna e externa, são 
respectivamente 300 oC e 20 oC, pede-se : 
a) a resistência térmica exigida; 
b) a espessura da lã de vidro. 
 
Questão 8. Um forno de formato cúbico, com altura de 5 ft, está isolado com 4" de 
um material isolante ( k=1 Btu/h.ftoF ). Nele são inseridas 1500 Ib/h de uma liga 
metálica, que se funde a 1100 oF, com calor latente de fusão da liga de 300 Btu/Ib. 
O forno se encontra em um ambiente onde a temperatura é 75 oF e o coeficiente de 
película é 2 Btu/h.ft.oF. Desprezando-se a resistência térmica do forno e admitindo-
se que a liga já entre a 1100 oF, pede-se : 
a) O fluxo de calor pelas 6 faces do forno 
b) Quantos HP são necessários para fundir a liga e compensar as perdas ?