Transferência de Calor

Prévia do material em texto

Questão 1/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Muitas vezes se nos dias de verão, vapor saindo do Isso é fruto da vaporização da água adsorvida por ele Algo que não se vê é calor que asfalto está transferindo por radiação nesta mas que é estimada pela Lei de Stefan-Boltzmann da Determinar a quantidade de calor por radiação emitida pelo asfalto com uma área de exposição de sabendo que está a uma temperatura média de Considerar sua emissividade como Nota 0.0 Você não pontuou essa questão A W B W Você assinalou essa alternativa C -48,43 kW Conforme procedimento de resolução do Caderno de Tema 5. Aula 1 3134 D Questão 2/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Independentemente da natureza do processo de transferência de calor por quando um fluido está em contato com a superfície de um sólido com temperatura diferente desse fluido, a equação apropriada para a taxa de transferência possui a dq que integrada fica A (TS Too) a quantidade de calor transferida por convecção (W); h corresponde ao coeficiente de transferência de calor por convecção a área da superfície de troca térmica ): TS é a temperatura da superfície de troca térmica e Too a temperatura do fluido à montante da área superficial de troca térmica (K) Esta equação representa qual lei de transferência de calor? Nota 10.0 A Lei de Carnot da convecção. B Lei de Stefan-Boltzmann da convecção. C Lei de Newton da convecção. assinalou essa Você acertou! Conforme aula tema 4 Lei de Newton da convecção. D Lei de Fourier da convecção. Questão 3/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Processos de transferência de calor podem ser quantificados por meio de equações de taxa apropriadas. Quando se tem um gradiente de temperatura dentro de uma substância homogênea, isso resulta em uma taxa de transferência de calor dada pela -k.A Em que: q quantidade de calor (W) k condutividade A = área da seção transversal e = gradiente de temperatura na direção normal à área de seção transversal Esta expressão representa qual lei de transferência de calor? Nota 10.0 A Lei de Carnot da condução B Lei de Stefan-Boltzmann da condução Lei de Newton da D Lei de Fourier da assinalou essa Você acertou! Conforme tema Lei de Fourier daQuestão 4/10 Transferência de Calor Ler em alta a 20°C escoa sobre uma tubulação de radiador automotivo de Cobre de 10m de comprimento, diâmetro externo de e espessura de parede de Determinar a quantidade de calor trocada por convecção entre a sabendo que a superfície desta está a Considerar h=16,5 Nota 0.0 Você não pontuou essa questão A 22383 W B 2238,3 W Resposta. Primeiro ajustamos as unidades: 2" m e 0,56mm 0,56. 20°C 293K e 105°C 378K Formulário: Lei de Newton da Convecção: q h. (Ts Too) q = 10. (378-293) 2238,3 W C 223,83 W Você assinalou essa alternativa (C) D -22,383 W Questão 5/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Água a 92°C condensa em um condensador de cobre cuja temperatura superficial é 50°C. gerando uma vazão de condensado de Determinar h para a condensação em regime laminar, sabendo que a área de troca térmica do condensador é de 50 TABELA A.6 Propriedades termofisicas da água Volume Calor de Calor Condutividade Coeficiente Específico Especifico Térmica de Tensão de Tempera- Prandt Tempera T 10 (K) (kJ/kg) Pr, (N/m) T(K) 273.15 1,000 2502 4,217 1,854 1750 8.02 569 18.2 12.99 75.5 -68.05 273.15 275 0.00697 1,000 181.7 2497 4,211 1,855 1652 8.09 574 0.817 75,3 -32.74 275 280 0.00990 1,000 130.4 2485 4,198 1422 8.29 582 18.6 10.26 0.825 46.04 280 285 0.01387 1,000 99.4 2473 4,189 1,861 1225 8.49 590 18.9 8.81 0.833 114.1 285 290 0.01917 1,001 2461 4,184 1,864 1080 8.69 598 19.3 7.56 174.0 290 295 0.02617 1,002 51.94 2449 4,181 1,868 959 8.89 606 19.5 6.62 0.849 72.7 227.5 295 300 0.03531 1,003 39.13 2438 4,179 1,872 855 9.09 613 19.6 5.83 0.857 71.7 276.1 300 305 1,005 29.74 2426 4,178 1,877 769 9.29 620 20.1 5.20 0.865 320.6 305 310 0.06221 1,007 22.93 2414 4,178 1,882 695 9.49 628 20.4 0.873 310 315 0.08132 1,009 17.82 2402 4,179 1,888 631 9.69 634 20.7 4.16 0.883 69.2 400.4 315 320 1,011 13.98 2390 4,180 1,895 577 9.89 640 3.77 0.894 436.7 320 325 0.1351 1,013 2378 4,182 1,903 528 10.09 645 3.42 0.901 67.5 471.2 325 330 1,016 8.82 2366 4,184 1,911 489 10.29 650 21.7 3.15 0.908 66,6 504.0 330 335 0.2167 1,018 7.09 2354 4,186 1,920 453 10.49 656 22.0 2.88 0,916 65.8 535.5 335 340 0.2713 1,021 5.74 2342 4,188 1,930 420 660 22.3 2.66 566.0 340 345 0.3372 1,024 4,683 2329 4,191 1,941 389 10.89 664 22.6 2.45 0.933 64.1 595.4 345 350 1,027 3,846 2317 4,195 1,954 365 11.09 668 23.0 2.29 63.2 624.2 350 355 1,030 3,180 2304 4,199 1,968 343 11.29 671 23.3 2.14 0,951 62.3 652.3 355 360 0.6209 1,034 2,645 2291 4,203 1,983 324 11.49 674 23.7 2.02 61.4 697.9 360 365 0.7514 1,038 2,212 2278 4,209 1,999 306 11.69 677 24.1 0.969 60.5 707.1 365 370 0.9040 1,041 1,861 2265 4,214 2,017 289 11.89 679 24.5 59.5 728.7 370 1,0133 1,044 1,679 2257 4,217 2,029 279 12.02 680 24.8 58.9 750.1 373.15 375 1.0815 1,045 1,574 2252 4,220 2,036 274 12.09 681 24.9 1.70 58.6 761 375 380 1.2869 1,049 1,337 2239 4,226 2,057 260 12.29 683 25.4 1.61 0.999 788 380 Nota: 10.0 A B 54,24 assinalou essa alternativa (B) Você acertou! Resposta: Conforme Aula 3, Tema 5, Exercícios de Aplicação da Aula 3 Aula Prática 2 Primeiro ajustamos as unidades: 92°C 365K 50°C 323K Segundo, obter as propriedades da tabela: h, 2278. Formulário: = C 5,424 0,5424Questão 6/10 Transferência de Calor Ler em voz alta É bastante usual vermos galpões industriais com paredes de chapas de aço galvanizado, que nada mais é que um aço com baixo teor de Como 0 aço é um metal, apresentará uma boa condutividade 0 que afetará conforto do ambiente de Dá inclusive para estimar a quantidade de calor que uma parede de aço galvanizado transfere para este ambiente. Para isso é usada a Lei de já na sua forma considerando a parede simples qx (AT/Ax) sendo que é obtido em tabelas como esta abaixo: (K) A 200 400 1004 1200 1500 2500 7854 605 56.7 39.2 300 559 685 1169 1010 7812 434 63.9 58.7 39.2 313 487 559 685 1168 7817 446 493 501 582 699 971 8131 422 27.6 487 559 685 1090 0.1% 7822 444 109 38.2 167 269 575 969 Si) Qual a quantidade de calor em regime permanente que é transferida através de uma parede de aço galvanizado de 80 mm de espessura e 100 da área sabendo que 0 ambiente interno está a 25°C e 0 ambiente externo está a Nota 0.0 Você não pontuou essa questão A q 754 kW Conforme procedimento de resolução do Caderno de Aula 2. Tema 4 q, B 754 W assinalou essa C D Questão 7/10 Transferência de Calor Ler em voz alta A vida existe em nosso planeta porque há transferência de calor do Sol para a primeiro grande salto da humanidade ocorreu quando dominamos a tecnologia do fogo, usando-o para assar alimentos e aquecer cavernas utilizando novamente a transferência de A Revolução Industrial ocorrida entre 1760 e 1870 na Inglaterra e depois estendida para a Europa e resto do mundo só aconteceu pelo uso da transferência de calor em máquinas a vapor para mover Posteriormente, essa revolução foi impulsionada usando a transferência de calor para a fundição do aço, a invenção do motor a explosão e da locomotiva a Hoje, a transferência de calor está presente em todos os processos tanto nos equipamentos quanto no conforto térmico dos Em termos conceituais, qual a relação entre calor e transferência de calor? Nota 10.0 A Calor é energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança portanto, a transferência de calor é energia térmica em trânsito, em virtude da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço. assinalou essa Você acertou! Segundo anexo tema da aula 1 Calor é energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com sua vizinhança e transferência de calor energia térmica em em virtude da diferença de temperatura entre um sistema e sua no espaço. B Calor é a energia térmica em trânsito que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança portanto, a transferência de calor é energia que existe em virtude da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço. C Calor é a energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança portanto, a transferência de calor é a energia térmica em independentemente de qualquer diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço. D Calor é a energia térmica em trânsito que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança portanto, a transferência de calor é energia que existe, independentemente da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço.Questão 8/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Determinar 0 fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre um cilindro sabendo que água a 17°C está contida no cilindro, sendo que a temperatura da face do cilindro está a 80°C Observar que há uma velocidade crítica de circulação de 2.5m/s a uma distância crítica de 400 mm da superfície Nu onde:Gr = e Pr TABELA A.6 Propriedades da água Volume Calor d Calor Condutividade Coeficiente Especified Viscosidade Térmica Tensão de Tempera 10 (K) p (bars) (N/m) 273.15 0.00611 1,000 2502 4,217 1,854 1750 8.02 569 18.2 12.99 0.815 75.5 -68.05 273.15 275 0.00697 1,000 181.7 2497 4,211 1,855 8.09 574 18.3 12.22 75.3 -32.74 275 280 0.00990 1,000 130.4 2485 1,858 1422 8.29 582 18.6 10.26 0.825 46.04 280 285 0.01387 1,000 99.4 2473 4,189 1,861 1225 8.49 590 18.9 8.81 0.833 114.1 285 290 0.01917 1,001 69.7 2461 4,184 1,864 1080 8.69 598 19.3 7.56 0.841 73.7 174.0 290 295 0.02617 1,002 51.94 2449 8.89 606 19.5 6.62 0.849 227.5 295 300 0.03531 1,003 39.13 2438 4,179 1,872 855 9.09 613 19.6 5.83 0.857 276.1 300 305 0.04712 1,005 29.74 2426 4,178 1,877 769 9.29 620 20.1 5.20 0.865 70.9 320.6 305 Comprimento C L Places Laminar L, Ver Fig. 8-4 Laminar 10° 1/4 Turbulente 0,13 1/3 Cilindros Pequenos (Fios) D Ver Fig. 8-5 Placas Horizontais Laminar aquecida para cima ou para baixo) L (L, 0.54 1/4 Turbulento aquecida para ou resfriada para baixo) 0.14 1/3 Laminar (superficie aquecida para ou para cima) 0.27 1/4 Nota A g/A 43.42 B g/A 43.42 C g/A 43.42 D g/A 43,42 assinalou essa Você acertou! Conforme seguencia de cálculos Para 290K Gr Pr 7.56 Regime Turbulento de onde C=0.13 e 1/4 Nu 461.03 h 689.24 43422.12 = 43.42 = 43.42 Questão 9/10 Transferência de Calor Ler em voz alta A transferência de calor é a energia térmica em em virtude da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança no espaço. Esse trânsito de energia pode acontecer de três Quais são os três modos de transferência de calor? 10.0 A Transferência movimento natural e movimento forçado. B convecção e radiação. assinalou essa alternativa Você acertou! Conforme Aula 01. Material de página 05 Esse de energia pode acontecer de três modos: convecção radiação C Laminar, transição e turbulento D dinâmico eQuestão 10/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Determinar fluxo de calor e coeficiente de transferência de calor por para a ebulição da água em um Boiler de aço inox esmerilhado e polido, sabendo que a água está a 107°C e a temperatura da superfície do sólido está a q = A a 1/2 Volume Calor Calor Condutividade Coeficiente Especifico Viscosidade Térmica de Tensão de Tempera tura, Pressão his (kJ/(kg Expansão (K) P (bars) (kJ/kg) (N/m) 273.15 0.00611 1,000 2502 4,217 1,854 1750 8.03 569 18.2 12.99 0.815 75.5 275 0.00697 1,000 181.7 2497 1652 8.09 574 12.22 0.817 75.3 -32.74 280 0.00990 1,000 130.4 2485 1,858 1422 8.29 582 18.6 0.825 74.8 46.04 285 0.01387 1,000 99.4 2473 1225 8.49 590 18.9 8.81 0.833 114.1 290 0.01917 1,001 69.7 2461 4,184 1,864 1080 8.69 598 19.3 7.56 0.841 73.7 174.0 295 0.02617 1,002 51.94 2449 4,181 1,868 959 8.89 606 19.5 6.62 0.849 72.7 227.5 300 0.03531 1,003 39.13 2438 1,872 855 9.09 613 19.6 5.83 0.857 71.7 276.1 305 0.04712 1,005 29.74 2426 1,877 769 9.29 620 20.1 5.20 0.865 320.6 310 0.06221 1,007 22.93 2414 1,882 695 628 20.4 4.62 0.873 361.9 315 0.08132 1,009 17.82 2402 4,179 1,888 631 9.69 634 20.7 4.16 0.883 69.2 400.4 320 0.1053 1,011 13.98 2390 1,895 577 9.89 640 3.77 0.894 68,3 436.7 325 0.1351 1,013 11.06 2378 4,182 1,903 528 10.09 645 21.3 0.901 471.2 330 0.1719 1,016 8.82 2366 4,184 1,911 489 10.29 650 21.7 3.15 0.908 66.6 504.0 335 0.2167 7.09 2354 4,186 1,920 453 10.49 656 22.0 2.88 0.916 65.8 535.5 340 0.2713 1,021 5.74 2342 4,188 1,930 420 10.69 660 22.3 2.66 0.925 64.9 566.0 345 0.3372 1,024 4,683 2329 1,941 389 10.89 664 22.6 2.45 0.933 64.1 595.4 350 0.4163 1,027 2317 1,954 365 11.09 668 2.29 0.942 63.2 624.2 355 0.5100 1,030 3,180 2304 4,199 1,968 343 11.29 671 2.14 0.951 652.3 360 0.6209 1,034 2,645 2291 4,203 1,983 324 11.49 674 23.7 2.02 0.960 365 0.7514 1,038 2278 4,209 1,999 306 11.69 677 0.969 60.5 707.1 370 0.9040 1,041 1,861 2265 2,017 289 11.89 679 24.5 0.978 728.7 373.15 1.0133 1,044 1,679 2257 4,217 2,029 279 12.02 680 24.8 0.984 58.9 750.1 375 1.0815 1,045 2252 4,220 2,036 274 12.09 681 24.9 1.70 0.987 58.6 761 380 1,049 1,337 2239 4,226 2,057 260 12.29 683 25.4 1.61 0.999 57.6 788 Cst n Água-cobre Riscada 0.0069 1.0 Polida 0.0128 1.0 Água-aço inoxidável Tratada quimicamente 0.0133 Polida mecanicamente 0.0132 1.0 Esmerilhada e polida 0.0080 1,0 Nota A g/A = 6136 e h 89 B g/A 613600 e h 34089 assinalou essa Você acertou! Resposta: Conforme Aula 3, Tema 5, Exercícios de Aplicação da Aula 3 Aula Prática 2 Primeiro ajustamos as unidades: 107°C 380K 125°C 398K Segundo, obter as propriedades das tabelas: 0,0080 1 953,29 kg Pv kg Formulário: Dba 0.0576 Db a 1/2 A 1 4226. (398 380) A 2,5 10-3 2 613600 W A A 613600 W h 34089 (398-380) K C g/A = 6136000 e 340890 D g/A = 61360000 e h 3408900Questão 1/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Considere os processos de transferência de calor por radiação na superfície de um corpo de radiação ideal, chamada de corpo negro. A radiação emitida por essa superfície tem sua origem na energia térmica da Essa energia é delimitada pela superfície pela taxa na qual a energia é liberada por unidade de área sendo chamada de poder emissivo da superfície A Há um limite superior para poder 0 qual é determinado pela equação q Por essa equação, obtida experimentalmente em a potência total de emissão superficial de um corpo aquecido é diretamente proporcional à sua temperatura elevada à quarta Qual é aLei que esta equação representa? Nota 10.0 A Lei de Newton da radiação B Lei de Stefan-Boltzmann da radiação. assinalou essa alternativa Você acertou! Conforme Aula Material de pg Lei de Stefan-Boltzmann da radiação C Lei de Newton da D Lei de Stefan-Boltzmann da convecção. Questão 2/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Determinar o fluxo de calor por em regime permanente através de uma chapa de aço do tipo AISI 1010 de de espessura, cuja face interna está a uma temperatura constante de 127°C e cuja face externa está a uma temperatura constante de AT Vírix Temperaturas 100 200 400 600 1000 1200 1500 2500 7854 434 605 56.2 300 559 685 1169 AISI 1010 7832 434 188 58.2 685 1168 7817 446 49.8 501 582 971 8131 434 422 487 559 685 1090 A g/A B g/A -482,7 assinalou essa alternativa Você acertou! Resposta: Conforme Aula Tema 3 Primeiro ajustamos as unidades: 1/2" 12,7mm m 127°C 400K e Formulário: Lei de Fourier da condução = k.A. Do anexo da Aula 2. Propriedades de Materiais Sólidos, 58.7 63,9 k.A. AT Ax 61,3.A (300-400) -100 W = 482.7 kW C a/A D g/AQuestão 3/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Determinar 0 fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre um cilindro grande, sabendo que água a 17°C está contida no cilindro, sendo que a temperatura da face do cilindro está a Observar que há uma velocidade de circulação de 2.5m/s a uma distância de 400 mm da aquecida. A Nu onde: Gr = TABELA A.6 Propriedades da água Volume Calor Condutividade Coeficiente Especifico Viscosidade Térmica Numero Tensão de Tempera (kJ/(kg Tempera 10 (K) Pr, Pr, (N/m) T(K) 273.15 0.00611 1,000 2502 4,217 1,854 1750 569 18.2 12.99 0.815 75.5 -68.05 273.15 275 1,000 181.7 2497 4,211 1652 8.09 574 18.3 12.22 0.817 75.3 -32.74 275 280 0.00990 1,000 130.4 2485 4,198 1422 8.29 582 18.6 10.26 0.825 74.8 46.04 280 285 0.01387 1,000 99.4 2473 4,189 1,861 1225 8.49 590 18.9 8.81 0.833 114.1 285 290 1,001 69.7 2461 4,184 1,864 1080 8.69 598 19.3 0.841 174.0 290 295 0.02617 1,002 51.94 2449 1,868 959 8.89 606 19.5 6.62 0.849 72.7 227.5 295 300 0.03531 1,003 39.13 2438 4,179 1,872 855 9.09 613 19.6 5.83 0.857 71.7 276.1 300 305 0.04712 1,005 29.74 2426 4,178 1,877 769 9.29 620 5.20 0.865 70.9 320.6 305 Comprimento C L Places Grandes Laminar L, Ver Fig. 8-4 Laminar 0,59 1/4 Turbulente 0,13 1/3 Cilindros Pequenos (Fios) D Ver Fig. 8-5 Placas Horizontais Laminar aquecida para cima ou resfriada para baixo) L (L, + 0.54 1/4 Turbulento aquecida para cima ou para baixo) 0.14 1/3 Laminar (superficie aquecida para baixo ou para cima) 3 0,27 1/4 Nota 10.0 A B 43.42 C g/A D g/A 43,42 assinalou essa alternativa Você acertou! Conforme sequencia de Para 290K Gr P 7.56 Regime Turbulento de onde C=0.13 = 1/4 Nu 461.03 h 689.24 g/A Questão 4/10 Transferência de Calor Ler em voz alta É bastante usual vermos galpões industriais com paredes de chapas de aço galvanizado, que nada mais é que um aço com baixo teor de Como 0 aço é um metal, apresentará uma boa condutividade que afetará 0 conforto térmico do ambiente de trabalho. Dá inclusive para estimar a quantidade de calor que uma parede de aço galvanizado transfere para este Para isso é usada a Lei de já na sua forma considerando a parede simples qx A (AT/Ax) sendo que o é obtido em tabelas como esta abaixo: (K) (K) 200 400 600 1000 1200 1500 7854 300 (Ms 487 559 685 1169 7832 434 188 58.7 487 685 1168 7817 446 14.9 501 582 699 971 8131 44 42.2 27.6 487 559 685 1090 (1% 0.1% 7822 444 109 269 (0.18% 492 575 0.23% Si) Qual a quantidade de calor em regime permanente que é transferida através de uma parede de aço galvanizado de 80 mm de espessura e 100 da área sabendo que ambiente interno está a 25°C e 0 ambiente externo está a 41°C ?Você não pontuou essa questão A 754 Conforme procedimento de resolução do Caderno de Aula 2. Tema 4 qx = qx B 754 W C a assinalou essa alternativa D Questão 5/10 Transferência de Calor Ler em voz alta A transferência de calor por convecção está associada à troca de energia entre uma superfície e um fluido adjacente, no qual está concentrada uma pequena camada de efeitos viscosos A quantidade de calor transferida depende bastante do movimento do fluido no 4 interior dessa camada, sendo determinada principalmente pela sua espessura. Como se chama esta camada? Nota 10.0 A Camada Laminar B Camada Turbulenta C Camada de Transição D Camada Limite assinalou essa Você acertou! Conforme Aula 3. Material de Leitura, Tema 1. pg.3 e 4 A transferência de calor por convecção está associada troca de energia entre uma superfície e um fluido no qual está concentrada uma pequena camada de efeitos viscosos chamada camada limite A quantidade de calor transferida depende bastante do movimento do fluido no interior dessa camada sendo determinada principalmente pela sua Questão 6/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Independentemente da natureza deste processo de transferência de calor quando um fluido está em contato com a superfície de um sólido com temperatura diferente desse fluido, a equação apropriada para a taxa de transferência possui a na é a quantidade de calor transferida por convecção (W); h corresponde ao coeficiente de transferência de calor por convecção a área da superfície de troca Ts é a temperatura da superfície de troca térmica (K); e Too a temperatura do fluido à montante da área superficial de troca térmica (K). Esta equação representa qual Lei da Transferência de Calor ? Nota 10.0 A Lei de Newton da convecção. assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Conforme Aula 01. Material de pgs 06 e 07: Esta equação da Lei de Newton da transferência de calor por B Lei de Fourier da convecção. Lei de Newton da condução Lei de Fourier daQuestão 7/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Considere uma barra cilíndrica de material conhecido tem sua superfície lateral isolada conforme figura abaixo: AT T2 A, T1 An Mantendo os valores de AT e Ax variando ax irá variar de forma diretamente proporcional à A (aumentando A. ax aumentará). De modo análogo, mantendo Ae Ax constantes, variará de forma diretamente proporcional à AT (quanto maior maior será qx). mantendo AT eA qx irá variar inversamente com Ax (quanto maior for menor será podemos afirmar que: Onde: quantidade de calor transferido por condução (W) OF relação de proporcionalidade A área da seção transversal (m2 AT = variação da temperatura entre as faces (K) Ax variação da distância ao longo do eixo X Essa proporcionalidade está diretamente relacionada com a capacidade que 0 meio tem de conduzir Reescrevendo a equação estabelecendo uma constante de proporcionalidade entre as k o que representa k nesta equação? Nota 10.0 A A constante de Stefan-Boltzmann da condução do material B A emissividade do material C a constante de convecção D a condutibilidade térmica do material assinalou essa alternativa Você acertou! Conforme aula 2. Tema 1 representa a condutibilidade térmica do material Questão 8/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Muitas vezes se observa, nos dias de verão, vapor saindo do Isso é fruto da vaporização da água adsorvida por Algo que não se vê é 0 calor que asfalto está transferindo por radiação nesta temperatura, mas que é estimada pela Lei de Stefan-Boltzmann da Determinar a quantidade de calor por radiação emitida pelo asfalto com uma área de exposição de sabendo que está a uma temperatura média de Considerar sua emissividade como Nota 0.0 Você não pontuou essa questão A B a W assinalou essa alternativa C Conforme procedimento de resolução do Caderno de Tema 5. Aula 1: q 0.089.5.6697 3134 D a 484.3 kWQuestão 9/10 Transferência de Calor Ler em voz alta An a 20°C escoa sobre uma tubulação de radiador automotivo de Cobre de 10m de comprimento, diâmetro externo de e espessura de parede de Determinar a quantidade de calor trocada por convecção entre an e sabendo que a superfície desta está a 105°C. Considerar =hAAT Nota 10.0 A 22383 W B 2238,3 W Você assinalou essa Você acertou! Resposta. Primeiro ajustamos as unidades: 2" m e 0.56mm 20°C 293K e 105°C 378K Formulário: Lei de Newton da Convecção: h. Too) IT 50.8. 10. (378-293) = 2238.3 W C 223,83 W D -22,383 W Questão 10/10 Transferência de Calor em voz alta Determinar a quantidade de calor emitida por radiação por um filamento de tungstênio de diâmetro de e comprimento sabendo que está a uma temperatura de 2.227°C. Lei de Stefan-Boltzmann da radiação: q - TABELA Emissividade normal hemisféries (h) total de superficies selecionadas Seus 200 300 600 1000 1200 1500 2000 2500 pelicula 0.02 (a) 0.06 0.07 0.76 Cromo laminado (a) 0.05 0.07 0.10 0.12 0.14 Cobre Altamente 0.03 0.04 0.50 0.58 0.80 Ouro Altamento pelicula 0.01 0.03 0.03 0.04 0.05 0.06 0.06 0.07 0.07 0.06 0.10 0.12 0.15 0.21 (a) 0.78 0.31 0.42 Com 0.80 0.82 (a) all 0.14 0.17 0.40 0.49 0.57 Platina Polida 0.10 0.13 0.15 0.18 Polida (a) 0.02 0.02 0.03 0.05 0.08 (a) 0.17 0.17 0.19 0.30 limpo (a) 0.22 0.24 0.28 0.40 0.67 0.70 0.76 AISI (a) 0.87 0.88 0.89 0.90 0.11 0.17 0.23 0.10 0.18 0.25 0.29 Nota 10.0 A 600 W B 60 W assinalou essa (B Você acertou! Primeiro ajustamos as unidades: 0.036mm m 2227°C 2500K Segundo obtém da tabela a emissividade do tungstênio: = 0.29 Formulário: Lei de Stefan-Boltzmann da radiação: = 0.29 10-3 0,83 ). 5,6697. 25004 = 60 W C W D 6000 WQuestão 1/10 - Transferência de Calor Ler em alta Água a 92°C condensa em um condensador de cobre cuja temperatura superficial é 50°C. gerando uma vazão de condensado de Determinar h para a condensação em regime laminar, sabendo que a área de troca térmica do condensador é de 50 TABELA A.6 Propriedades da água Volume Calor Calor Condutividade Especifico Térmica de Tensão de Tempera- (W/(m-K)) Expansão Tempera tura, 7 10 B. (K) , (kJ/kg) Pr, (N/m) T(K) 273.15 1,000 2502 4,217 1,854 1750 8.02 569 18.2 12.99 0.815 75.5 -68.05 273.15 275 0.00697 1,000 181.7 2497 4,211 1,855 1652 8.09 574 18.3 12.22 0.817 75.3 -32.74 275 280 0.00990 1,000 130.4 2485 4,198 1422 8.29 582 18.6 10.26 0.825 74.8 46.04 280 285 0.01387 1,000 99.4 2473 4,189 1,861 1225 8.49 590 18.9 8.81 0.833 74.3 114.1 285 290 0.01917 1,001 69.7 2461 4,184 1,864 1080 8.69 598 19.3 0.841 73.7 174.0 290 295 0.02617 1,002 51.94 2449 4,181 1,868 959 8.89 606 19.5 6.62 0.849 72.7 227.5 295 300 0.03531 1,003 39.13 2438 4,179 1,872 855 9.09 613 19.6 5.83 0.857 71.7 276.1 300 305 1,005 29.74 2426 4,178 1,877 769 9.29 620 20.1 5.20 0.865 70.9 320.6 305 310 0.06221 1,007 22.93 2414 4,178 1,882 695 9.49 628 20.4 4.62 0.873 70.0 361.9 310 315 0.08132 1,009 17.82 2402 4,179 1,888 631 9.69 634 20.7 4.16 0.883 69.2 400.4 315 320 0.1053 1,011 13.98 2390 4,180 1,895 577 9.89 640 21.0 3.77 0.894 436.7 320 325 0.1351 1,013 2378 4,182 1,903 528 10.09 645 21.3 3.42 67.5 471.2 325 330 0.1719 1,016 8.82 2366 4,184 1,911 489 10.29 650 21.7 3.15 0.908 66.6 504.0 330 335 0.2167 1,018 7.09 2354 4,186 1,920 453 10.49 656 22.0 2.88 0.916 65.8 535.5 335 340 0.2713 1,021 5.74 2342 4,188 1,930 420 660 22.3 2.66 64.9 566.0 340 345 0.3372 1,024 4,683 2329 4,191 389 10.89 664 22.6 2.45 0.933 64.1 595.4 345 350 0.4163 1,027 3,846 2317 4,195 1,954 365 11.09 668 23.0 2.29 0.942 63.2 624.2 350 355 1,030 3,180 2304 4,199 1,968 343 11.29 671 23.3 0.951 62.3 652.3 355 360 0.6209 1,034 2,645 2291 4,203 1,983 324 11.49 674 23.7 2.02 697.9 360 365 0.7514 1,038 2,212 2278 4,209 1,999 306 11.69 677 24.1 1.91 0.969 60.5 707.1 365 370 0.9040 1,041 1,861 2265 4,214 2,017 289 11.89 679 24.5 59.5 728.7 370 373.15 1,044 2257 4,217 2,029 279 12.02 680 24.8 1.76 58.9 750.1 373.15 375 1,045 1,574 2252 4,220 2,036 274 12.09 681 24.9 1.70 0.987 58.6 761 375 380 1,049 1,337 2239 4,226 2,057 260 12.29 683 25.4 1.61 57.6 788 380 Nota 10.0 A 542,4 B 54,24 assinalou essa alternativa Você acertou! Resposta: Conforme Aula 3, Tema 5, Exercícios de Aplicação da Aula 3 Aula Prática 2 Primeiro ajustamos as unidades: 92°C= 365K 50°C 323K Segundo, obter as propriedades da tabela: h, 2278. Formulário: 54,24 C 5,424 D 0,5424 Questão 2/10 Transferência de Calor Ler em alta Determinar fluxo de calor através de uma parede constituída internamente de reboco de gesso branco com vermiculita com espessura de depois de tijolo comum de de espessura e externamente por reboco de cimento e areia de 4mm de espessura, sabendo que a temperatura interna da parede é de 20°C e a temperatura externa é de 5°C. TABELA A.3 Propriedades de materiais Materials para Construção Massa Calor Placas de Construção Placas de 1920 0.58 - Placas de gesso reboco Compensado de madeira regular 0.12 1215 290 0.055 1300 acústico 290 0.058 1340 divisória 640 0.094 1170 baixa densidade alta densidade 1010 0.15 1380 590 0.078 1300 Aglomerado, alta densidade 1000 1300 Madeiras Madeiras de lei 720 0.16 1255 moles pinho) 510 1380 Materiais Alvenaria Argamassa de cimento 1860 0.72 780 comum 1920 0.72 835 fachada 2083 1.3 - Tijolo furo de 10 de - 0.52 - furos de 30 cm de espessura - 0.69 - Bloco concreto, furos ovais de cm de - 1.0 Agregado carvão, de 0.60 Bloco concreto, furo relangular 2 furos, 20cm de 16kg - 1.1 - com furos preenchidos 0.60 - para de cimento areia 1860 0.72 Reboco de gesso branco areia 1680 0.22 1085 de gesso branco 720 0.25Nota Você não pontuou essa questão A B -86,6 Sabendo que as espessuras são C D 50799.6 Questão 3/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Muitas vezes se nos dias de vapor saindo do Isso é fruto da vaporização da água adsorvida por ele. Algo que não se vê calor que 0 asfalto está transferindo por radiação nesta mas que é estimada pela Lei de Stefan-Boltzmann da Determinar a quantidade de calor por radiação emitida pelo asfalto com uma área de exposição de sabendo que está a uma temperatura média de Considerar sua emissividade como 10.0 A 48.43 W B q W C q essa Você acertou! Conforme procedimento de resolução do Caderno de Tema 5. Aula 1 3134 48.43 kW D a Questão 4/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Para a análise da troca de calor de um ambiente de trabalho, foi proposto determinar a transferência de calor por unidade de área, ou seja, fluxo de em regime deste tomando como base a Lei de Fourier da Lei de Fourier da Sabendo que este fluxo de calor ocorrerá através de uma placa homogênea de 38 mm de espessura (k= 0,23W/m K) cuja face interna está a uma temperatura constante de 24°C e cuja face externa está a uma temperatura média de qual será seu valor? Nota Você não pontuou essa questão A assinalou essa alternativa B C Conforme procedimento de resolução para tema 3 aula do de (AT/Ax) D g'=Questão 5/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Independentemente da natureza do processo de transferência de calor por quando um fluido está em contato com a superfície de um sólido com temperatura diferente desse fluido, a equação apropriada para a taxa de transferência possui a forma: dq A que integrada fica q h A (TS Too). onde: a quantidade de calor transferida por convecção (W); h corresponde ao coeficiente de transferência de calor por convecção a área da superfície de troca térmica ); TS é a temperatura da superfície de troca térmica (K); e Too a temperatura do fluido à montante da área superficial de troca térmica Esta equação representa qual lei de transferência de calor? Nota: 10.0 A Lei de Carnot da convecção. B Lei de Stefan-Boltzmann da convecção. C Lei de Newton da convecção. assinalou essa Você acertou! Conforme aula 1. tema 4 Lei de Newton da convecção. D Lei de Fourier da convecção. Questão 6/10 Transferência de Calor Ler em voz alta A vida existe em nosso planeta porque há transferência de calor do Sol para a Terra o primeiro grande salto da humanidade ocorreu quando dominamos a tecnologia do fogo, usando-o para assar alimentos e aquecer cavernas utilizando novamente a transferência de calor. A Revolução Industrial ocorrida entre 1760 e 1870 na Inglaterra e depois estendida para a Europa e resto do mundo aconteceu pelo uso da transferência de calor em máquinas a vapor para Posteriormente, essa revolução foi impulsionada usando a transferência de calor para a fundição do aço, a invenção do motor a explosão e da locomotiva a vapor. Hoje, a transferência de calor está presente em todos os processos industriais, tanto nos equipamentos quanto no conforto térmico dos Em termos conceituais, qual a relação entre calor e a transferência de calor? Nota 10.0 A Calor é a energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e, portanto, a transferência de calor é energia térmica em em virtude da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço. Você acertou! Segundo anexo 1 tema da aula 1 Calor energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e a transferência de calor é energia em em virtude da diferença de temperatura entre um sistema e sua no espaço. B Calor é a energia em trânsito que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança portanto, a transferência de calor é a energia que existe em virtude da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço. Calor é a energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e, portanto, a transferência de calor é a energia térmica em independentemente de qualquer diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço. Calor é a energia em trânsito que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e. portanto, a transferência de calor é a energia que existe, independentemente da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço. Questão 7/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Neste tipo de 0 movimento relativo entre 0 fluido e a superfície é mantido por meios externos, como um ventilador/soprador ou uma e não pelas forças de empuxo devidas aos gradientes de temperatura no Qual é este tipo de convecção? 10.0 A Convecção Natural B Convecção Forçada. Você assinalou essa alternativa Você acertou! Na convecção movimento relativo entre o fluido e superfície é mantido por meios externos, como um ventilador/soprador ou uma e não pelas forças de empuxo devidas aos gradientes de temperatura no C Convecção Plana ConvecçãoQuestão 8/10 Transferência de Calor Ler em voz alta É bastante usual vermos galpões industriais com paredes de chapas de aço galvanizado, que nada mais é que um aço com baixo teor de cromo. Como 0 aço é um apresentará uma boa condutividade 0 que afetará conforto térmico do ambiente de Dá inclusive para estimar a quantidade de calor que uma parede de aço galvanizado transfere para este ambiente. Para isso é usada a Lei de Fourier que, já na sua forma integrada, considerando a parede simples (AT/Ax) sendo que é obtido em tabelas como esta abaixo: Temperatures (K) Fask (K) Wike 100 200 400 600 1200 2500 7854 434 170 56.7 300 685 1169 434 487 559 685 1168 7817 446 51.9 149 582 699 0.1% 8131 434 27.6 487 559 685 1090 0.1% 7822 444 109 167 269 492 575 0.23% Si) Qual a quantidade de calor em regime permanente que é transferida através de uma parede de aço galvanizado de 80 mm de espessura e 100 da área sabendo que 0 ambiente interno está a 25°C 0 ambiente externo está a 41°C ? Nota 10.0 A 754 kW assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Conforme procedimento de resolução do Caderno de Aula 2 Tema 4 37.7 754 kW B 754 W C D Questão 9/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Considere uma parede plana composta com as seguintes temperaturas nas superfícies interna e externa T1 T2 100 °C Esta parede tem a seguinte da região interna para a Camada A Espessura 0.1 Condutividade térmica (kA) 10 W/m K Camada Espessura m. Condutividade térmica (kB) 20 W/m K Camada Espessura 0,15 m. Condutividade térmica (kC) 5 W/m K + 300°C A B C 100°C 1m 05m 15m Determinar fluxo de calor através desta parede Nota: 10.0 A -47,06 W/m^2 B g'= 470.6 W/m^2 C g'= assinalou essa Você acertou! AT q' = Ax. Ax. (373-573) 0.05 0.15 10 20 5 -200 -200 = = 0.0425 = -4706 W D 47060 W/m^2Questão 10/10 Transferência de Calor Ler em voz alta Determinar fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre um cilindro grande, sabendo que água a 17°C está contida no sendo que a temperatura da face do cilindro está a 80°C. Observar que há uma velocidade de circulação de 2,5m/s a uma distância crítica de 400 mm da A onde: Gr e Pr = a TABELA A.6 Propriedades da água Volume Calor d Calor Condutividade Coeficiente Especifico Especifico Viscosidade Tensão de Tempera (kJ/(kg-K) Tempera tura (K) Pr, Pr, (N/m) T(K) 273.15 1,000 2502 4,217 1,854 1750 8.02 569 18.2 12.99 0.815 75.5 -68.05 273.15 275 0.00697 1,000 181.7 2497 4,211 1,855 1652 8.09 574 18.3 12.22 0.817 75.3 -32.74 275 280 0.00990 1,000 130.4 2485 4,198 1422 8.29 582 18.6 10.26 0.825 74.8 46.04 280 285 0.01387 1,000 99.4 2473 4,189 1,861 1225 8.49 590 18.9 8.81 0.833 74.3 114.1 285 290 0.01917 1,001 69.7 2461 4,184 1,864 1080 598 19.3 0.841 73.7 174.0 290 295 0.02617 1,002 51.94 2449 1,868 8.89 606 19.5 6.62 0.849 72.7 227.5 295 300 0.03531 1,003 39.13 2438 4,179 1,872 855 9.09 613 19.6 5.83 0.857 71.7 276.1 300 305 0.04712 1,005 29.74 2426 4,178 1,877 769 9.29 620 20.1 5.20 0.865 320.6 305 Comprimento L Places Cilindros Grandes Laminar Ver 8-4 Laminar Ly 0.59 1/4 Turbulente Ly 1/3 Cilindros Pequenos (Fios) D Ver Fig. Placas Horizontais Laminar aquecida para cima ou para baixo) 10' L (L, + 0.54 1/4 (superficie aquecida para ou superficie resfriada para baixo) L (L, + 0.14 1/3 Laminar aquecida para baixo ou resfriada para cima) 3 0,27 1/4 Nota: 10.0 A g/A 43,42 B g/A 43.42 C g/A D g/A assinalou essa alternativa Você acertou! Conforme sequencia de Para 290K Gr Pr 7.56 Regime de onde C=0.13 e 1/4 Nu 461.03 h q/A 43422.12 43.42 = 43.42