ATIVIDADE 3 - SISTEMAS TÉRMICOS

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ATIVIDADE 1 - SISTEMAS TÉRMICOS
1 - Leia o excerto a seguir.
 
“Se, por exemplo, gradientes de temperatura no interior do sólido podem ser desprezados, uma abordagem comparativamente mais simples, conhecida por método da capacitância global, pode ser usada para determinar a variação da temperatura com o tempo.”
 
INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 498.
 
Com relação ao método da capacitância global, aos seus parâmetros e ao texto apresentado, fazem-se estas afirmações:
I. O número de Biot é utilizado em situações em que somente haja condução como modo de transferência de calor.
II. Se o número de Biot for inferior a 1, isso quer dizer que o método da capacitância global não é válido.
III. Se o número de Biot for inferior a 1, pode-se assumir que a resistência à condução no interior da matéria é menor que a resistência à convecção.
IV. O número de Fourier é utilizado na caracterização de situações de transferência de calor por condução em regime estacionário.
 
É correto o que se afirma em:
2 - Leia o trecho a seguir.
 
“O número de Fourier é um tempo adimensional que, com o número de Biot, caracteriza problemas de condução transiente.”
 
Adaptado de INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 505.
Considerando um termopar (de comprimento característico Lc) utilizado para medição de temperaturas, a seguir, indique a alternativa que assinala corretamente o comportamento do número de Fourier caso esse comprimento característico dobre de tamanho.
3 - Leia o texto a seguir.
 
“A expressão regime permanente significa invariância no tempo, em um determinado ponto. O contrário de regime permanente é transiente. O termo uniforme implica invariância com a posição ao longo de uma superfície ou região em dado instante.”
 
ÇENGEL, Y. A.; GHAJAR, A. J. Transferência de calor e massa. 4. ed. Porto Alegre: McGraw-Hill, 2012. p. 12.
 
Considerando os conhecimentos relacionados aos regimes estacionário e transiente, assinale a alternativa correta:
4 - Leia o texto a seguir.
 
“Tipicamente, problemas de transferência de calor não estacionários, ou transientes, surgem quando as condições de contorno de um sistema são mudadas. Por exemplo, se a temperatura superficial de um sistema for alterada, a temperatura em cada ponto desse sistema também começará a mudar. As mudanças continuarão a ocorrer até que uma distribuição de temperaturas estacionária seja alcançada.”
 
Adaptado de INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 498.
 
Considere as afirmativas feitas com relação à condição de um regime transiente:
 
I. Não se gera energia ao longo da condução de calor em regimes transientes.
II. Ocorrem mudanças de contorno em regimes transientes.
III. As mudanças que ocorrerão ao longo da transferência de calor ocorrerão indefinidamente.
IV. A temperatura superficial do sistema varia ao longo do corpo analisado.
 
É correto o que se afirma em:
5 - A temperatura de um fluxo de gás é medida por um termopar cujo comprimento característico Lc é de  m, coeficiente de condutividade térmica k é igual a 30 W e coeficiente de transferência de calor por convecção h é igual a 190 W .
 
Com base na situação apresentada, analise estas asserções e a relação proposta:
 
I.  Na situação apresentada, cabe a análise pelo método da capacitância global.
PORQUE
II.  O número de Biot é igual a 7,6 x 10 - 4.
 
A respeito das asserções, assinale a alternativa correta:
6 - Leia o excerto a seguir.
 
“Condução é a transferência de energia das partículas mais energéticas de uma substância para partículas vizinhas adjacentes menos energéticas, como resultado da interação entre elas. A condução pode ocorrer em sólidos, líquidos ou gases. A taxa de condução de calor por um meio depende da geometria, da espessura, do tipo de material e da diferença de temperatura a que o meio está submetido.”
 
ÇENGEL, Y. A.; GHAJAR, A. J. Transferência de calor e massa. 4. ed. Porto Alegre: McGraw-Hill, 2012. p. 17-18.
 
Considerando um bastão hipotético de área transversal A, de comprimento L, isolado termicamente nas laterais e submetido a uma variação de temperatura ΔT nas extremidades, assinale a alternativa correta:
7 - Normalmente, a têmpera é um tratamento térmico utilizado em aços e tem como objetivo aumentar a dureza e a resistência mecânica do material em análise. Em linhas gerais, esse processo acontece em duas fases: a primeira é um aquecimento até determinada temperatura de transformação, inerente a cada liga em estudo; a segunda fase é o resfriamento brusco desse material, podendo ser realizado em água ou óleo.
 
A respeito desse tratamento térmico e de seu processo de transferência de calor associado, assinale a alternativa correta:
8 - Leia o texto a seguir.
 
“Condução é a transferência de energia resultante da interação de partículas de maior energia de uma substância com partículas adjacentes de menor energia. Convecção é o modo de transferência de calor entre uma superfície sólida e um líquido ou gás adjacente que está em movimento, e esse processo envolve os efeitos combinados de condução e movimento do fluido. Radiação é a energia emitida pela matéria em forma de ondas eletromagnéticas (ou fótons), como resultado das mudanças nas configurações eletrônicas de átomos ou moléculas.”
 
ÇENGEL, Y. A.; GHAJAR, A. J. Transferência de calor e massa. 4. ed. Porto Alegre: McGraw-Hill, 2012. p. 1.
 
De acordo com os conhecimentos relacionados aos modos de transferência de calor, assinale a alternativa correta:
9 - Leia o excerto a seguir.
 
“Qualquer característica de um sistema é chamada de propriedade. Algumas propriedades familiares são a pressão P, a temperatura T, o volume V e a massa m. As propriedades podem ser classificadas como intensivas ou extensivas. As propriedades intensivas são independentes da massa de um sistema, como temperatura, pressão e densidade. As propriedades extensivas são valores que dependem do tamanho — ou extensão — do sistema. A massa total, o volume total e a quantidade de movimento total são alguns exemplos de propriedades extensivas.”
 
ÇENGEL, Y. A.; GHAJAR, A. J. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: McGraw-Hill, 2013. p. 12.
 
Considerando essas propriedades e os conhecimentos relacionados às propriedades termodinâmicas, avalie as afirmações a seguir:
 
I. A massa específica é uma propriedade que relaciona a temperatura à energia interna de um material.
II. O calor específico simboliza a quantidade de energia que uma substância ou material necessita para elevar, numa unidade de massa, um grau de sua temperatura.
III. A capacidade térmica é a capacidade de um material de armazenar energia térmica.
IV. A viscosidade cinemática é uma propriedade termodinâmica, pois relaciona a densidade de uma substância e seu impacto na absorção de calor.
 
É correto o que se afirma em
10 - Leia o excerto a seguir.
 
“A condutividade térmica de um material é a medida da capacidade de o material conduzir calor. Um alto valor de condutividade indica que o material é bom condutor de calor, enquanto um valor baixo indica que o material é mau condutor de calor ou isolante.”
 
ÇENGEL, Y. A.; GHAJAR, A. J. Transferência de calor e massa. 4. ed. Porto Alegre: McGraw-Hill, 2012. p. 20.
 
A respeito do modo de transferência de calor por condução e dos conhecimentos associados à condutividade térmica, assinale a alternativa correta:
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