simulado estacio

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o exercício quantas vezes quiser.
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A
B
C
D
E
1 Marcar para revisão
Para fins de transferência de calor, um homem em pé pode ser
considerado como um cilindro vertical de 32 cm de diâmetro e 180 cm
de altura. As superfícies superior e inferior são isoladas e com a
temperatura lateral de 33°C. Qual é a perda de transferência de calor
por convecção em um meio ambiente de 25°C. O coeficiente de
transferência de calor por convecção é de 15 W/m²K.
217 W
100 W
301 W
294 W
850 W
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
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A
B
C
Gabarito Comentado
Aplicando a lei de resfriamento de Newton observamos que
temos todas as variáveis para calcular o fluxo de transferência de
calor por convecção. No entanto, precisamos ter cuidado no
cálculo da área de transferência. Essa área é representada como
a parte lateral do cilindro, se abrirmos ele, observamos que é um
retângulo, tendo como base o perímetro da circunferência e o
outro lado a altura do cilindro.
$$
\begin{gathered}
A_s=b \cdot a=\pi \cdot D \cdot L=\pi \cdot(0,32 m) \cdot(1,80
m)=1,81 m^2 \\
\dot{Q}=h \cdot A_s\left(T_s-T_{\infty}\right)=\frac{15 W}{m^2 K}
\cdot 1,81 m^2 \cdot(306 K-298 K)=217 W
\end{gathered}
$$
2 Marcar para revisão
Um trocador de calor de casco – tubo, com 1 passagem pelo casco e
2 passagens pelo tubo (U.As= 10000 W/K) onde água (Cp=4180
J/kg.K) é usado para resfriar um óleo (Cp= 4000 J/kg.K). A
temperatura de entrada da água é de 20°C com uma vazão de 8 kg/s
enquanto a bomba do óleo circula a 5kg/s. O óleo entra a 90°C.
nestas condições a efetividade do radiador é de 0,5. Qual é o valor da
temperatura de saída para o fluido quente?
61°C
45°C
55°C
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D
E
31 °C
70 °C
Resposta correta
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gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Determinamos qual dos dois fluidos tem a capacidade calorífica
mínima:
$$
\begin{aligned}
& C_f=\dot{m}_f \cdot C p_f=8 \cdot 4180=33440 W / K
\rightarrow C_{\operatorname{máx}} \\
& C_q=\dot{m}_q \cdot C p_q=5 \cdot 4000=20000 W / K
\rightarrow C_{\min }
\end{aligned}
$$
por definição, a partir das informações para o fluido quente, a
efetividade é:
$$
\begin{gathered}
\varepsilon=\frac{\dot{Q}}{\dot{Q}_{\text {máx }}}=\frac{C_q
\cdot\left(T_{q, \text { ent }}-T_{q, \text { sai }}\right)}{C_{\min }
\cdot\left(T_{q, \text { entra }}-T_{f, \text { entra }}\right)} \\
0,5=\frac{20000 \cdot\left(90-T_{q, \text { sai }}\right)}{20000
\cdot(90-20)} \\
T_{q, \text { sai }}=55^{\circ} C
\end{gathered}
$$
3 Marcar para revisão
Um trocador de calor de tubo duplo é construído com um tubo interior
de aço (k=52W/mK) de diametro interno D =0,2 m e externo
D =0,26m.  Os coeficientes de transferencia de calor por convecção
i
e
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A
B
C
D
E
são h = 500 W/m²K sobre a superficie interior do tubo e h =150
W/m²K sobre a superficie exterior. Para um fator de incrustação R =
0,0005 m².K/W do lado do tubo e R =0,0002 m²K/W do lado
externo. Qual é o valor do coeficiente de transferência do calor
baseado na superfície interna?
i e
f,i
f,e
149 W/m².K
199 W/m².K
121 W/m².K
251 W/m².K
203 W/m².K
Resposta correta
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gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A resistência total é o somatório das resistências pela convecção
interna, convecção externa, fuligem interna e externa e pela
condução. A resistência da condução é a de tubos concêntricos.
$$
\begin{gathered}
R_T=R_{\text {Conv }_i}+R_{f_i}+R_{\text {cond
}}+R_{f_e}+R_{\text {Conve }} \\
R_T=\frac{1}{h_i \cdot A_i}+\frac{R_{f_i}}{A_i}+\frac{\ln \left(D_e /
D_i\right)}{2 \pi \cdot k \cdot L}+\frac{R_{f_e}}{A_e}+\frac{1}{h_e
\cdot A_e}
\end{gathered}
$$
Assumindo para um L=1m temos:
\(\begin{gathered}R_T=\frac{1}{500 \cdot(\pi \cdot 0,20 \cdot
1)}+\frac{0,0005}{(\pi \cdot 0,20 \cdot 1)}+\frac{\ln \left({ }^{0,26}
/ 0,20\right)}{2 \pi \cdot 52 \cdot 1}+\frac{0,0002}{(\pi \cdot 0,26
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A
B
C
\cdot 1)} \\ \quad+\frac{1}{150 \cdot(\pi \cdot 0,26 \cdot 1)} \\
R_T=0,00318+0,0007957+0,000803+0,0002448+0,00816=0,0132
K / W \end{gathered}\)
pela definição de resistência para trocadores de calor temos:
$$
R_T=\frac{1}{U \cdot A}=\frac{1}{U_i \cdot A_i}=\frac{1}{U_e \cdot
A_e}
$$
Para o caso da área interna:
$$
\begin{gathered}
R_T=\frac{1}{U_i \cdot A_i} \\
U_i=\frac{1}{R_T \cdot A_i}=\frac{1}{(0,0132 K / W) \cdot\left((\pi
\cdot 0,20 \cdot 1) m^2\right)}=121 W / m^2 \cdot K
\end{gathered}
$$
4 Marcar para revisão
Um fluido de hidrocarbonetos (C =2200 J/kg.K) se resfria a uma taxa
de 0,2 kg/s desde 150°C até 40°C ao passar pelo tubo interior de um
trocador de casco e tubo em fluxos paralelos. Água entra (C =4180
J/kg.K) ao trocador a 10°C com uma vazão mássica de 0,15 kg/s. O
diâmetro externo é de 0,025m e seu comprimento de 6m. Qual é a
temperatura da água na saída?
p
p
142,2 °C
87,2 °C
75,3 °C
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D
E
62,3 °C
55,3 °C
Resposta correta
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gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Precisamos identificar primeiro qual é o fluido quente e frio. O
hidrocarboneto é o fluido quente enquanto a água é o frio.
Quente: \(T_{q, e}=150^{\circ} C ; T_{q, s}=40^{\circ} C\)
Frio: \(T_{f, e}=10^{\circ} C ; T_{f, s}=\) ?
Assumindo que esteja em estado estacionário a taxa de
transferência de calor tanto para o fluido quente como frio é
igual. Por tanto, a partir das informações completas do fluido
quente determinamos a taxa de calor, que será igual ao do fluido
frio.
$$
\dot{Q}=\dot{m}_q \cdot C_{p, q} \cdot\left(T_{q, e}-T_{q,
s}\right)=0,2 \cdot 2200 \cdot(150-40)=48400 W
$$
No caso do fluido frio:
$$
\begin{gathered}
\dot{Q}=\dot{m}_f \cdot C_{p, f} \cdot\left(T_{f, s}-T_{f, e}\right) \\
48400=0,15 \cdot 4180 \cdot\left(T_{f, s}-10\right) \\
T_{f, s}=87,2^{\circ} C
\end{gathered}
$$
5 Marcar para revisão
Um trocador de calor de 1 casco e 2 tubos entra água fria a uma
temperatura de 16°C e é aquecida mediante água quente que entra a
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A
B
C
D
E
90°C. As vazões mássicas de água fria e quente são 1 kg/s e 2 kg/s,
respectivamente. Se o trocador de calor de casco e tubo tem um valor
de U.A de 11 600 W/K e as capacidades caloríficas específicas do
fluido frio e quente são 4178 J/kg.K e 4188 J/kg.K respectivamente.
Qual é o valor do NTU do trocador?
s
1
0
2
3
4
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Precisamos identificar qual dos dois fluidos tem a máxima e
mínima capacidade calorifica, posteriormente calculamos o
parâmetro "c" e finalmente o NTU.
$$
\begin{gathered}
C_f=\dot{m}_f \cdot C p_f=1 \cdot 4178=4178 W /K \rightarrow
C_{\min } \\
C_q=\dot{m}_q \cdot C p_q=2 \cdot 4188=8376 W / K \rightarrow
C_{\operatorname{máx}} \\
c=\frac{C_{\min }}{C_{\max x}}=\frac{4178 W / K}{8376 W /
K}=0,5
\end{gathered}
$$
finalmente calculamos o número de unidades de transferência de
calor:
$$
N T U=\frac{U \cdot A_s}{C_{\min }}=\frac{11600}{4178} \approx
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A
B
C
D
E
3
$$
6 Marcar para revisão
Um engenheiro está avaliando a capacidade de isolamento térmico de
uma placa de material para ser usada em uma construção. A placa
possui 3 cm de espessura e suas faces são mantidas a temperaturas
constantes de 10°C e 50°C. Durante o teste, ele observa que o calor é
transferido através da placa a uma taxa de 1000 W/m². Para
determinar se o material atende aos requisitos de isolamento, ele
precisa calcular a condutividade térmica da placa. Qual deve ser sua
condutividade do material para que esse comportamento seja
explicado
0,25 W/mK
0,34 W/mK
0,90 W/mK
1,00 W/mK
0, 75 W/mK
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A partir da equação de Fourier isolamos o termo de condutividade
térmica.
$$
\begin{gathered}
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\dot{Q}=k \cdot A \cdot \frac{T_2-T_1}{L} \\
k=\left(\frac{\dot{Q}}{A}\right) \cdot \frac{L}{T_2-T_1} \\
k=1000 \frac{W}{m^2} \cdot \frac{0,03 m}{(323 K-283 K)}=0,75
W / mK
\end{gathered}
$$
7 Marcar para revisão
Os trocadores de calor são equipamentos usados para promover a
troca térmica entre dois fluidos a diferentes temperaturas. No meio
industrial, podem ser empregados, por exemplo, para resfriamento de
reatores exotérmicos, a vaporização de derivados do petróleo e a
pasteurização do leite. Em função da aplicação, existem diversos
tipos de trocadores, que podem ser classificados quanto à natureza
de transferência e à construção. A respeito dos principais trocadores
de calor, considere as seguintes afirmações:
I. Dentre as vantagens dos trocadores a placas destacam-se a alta
área de troca térmica devido às ranhuras das placas associada ao
baixo volume ocupado pelo equipamento, bem como a aplicação em
processos de elevada pressão e temperatura operacionais.
II. Os regeneradores são trocadores que possuem uma matriz de
armazenamento de calor que transfere de modo intermitente a energia
térmica do fluido quente à matriz e, posteriormente, esta energia da
matriz ao fluido frio. Assim, só podem ser empregados em processos
descontínuos (batelada).
III. Os trocadores multitubulares consistem de um feixe tubular
instalado no interior de um casco, sendo que um dos fluidos escoa
pelo interior deste casco sobre os tubos, realizando a troca térmica.
Logo, não pode ser usado para processos em que um dos fluidos,
quente ou frio, é um gás ou vapor.
IV. A serpentina é uma tubulação helicoidal ou espiral instalada em
tanques ou vasos pela qual circula um fluido quente ou frio que
realizará troca de calor com o fluido no qual a serpentina está
mergulhada. Por esse motivo, são empregadas em processos que
exigem uma área de transferência de calor reduzida.
A alternativa que apresenta somente a(s) afirmação(ões)
verdadeira(s) é:
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A
B
C
D
E
I e II.        
I e III.        
II e IV.         
I e IV.         
IV.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
I. Devido aos materiais de vedação utilizados (gaxetas), os
trocadores a placas têm restrições quanto à pressão e
temperatura de operação.
II. Os regeneradores podem operar em processos contínuos com
a matriz de armazenamento de calor, em geral, na forma de um
tambor rotativo.
III. Os trocadores casco e tubos podem ser empregados na troca
térmica de fluidos líquidos e/ou gasosos.
8 Marcar para revisão
Um trocador de calor de 1 casco e 2 tubos entra água fria a uma
temperatura de 16°C e é aquecida mediante água quente que entra a
90°C. As vazões mássicas de água fria e quente são 1 kg/s e 2 kg/s,
respectivamente. Se o trocador de calor de casco e tubo tem um valor
de U.A de 11 600 W/K e as capacidades caloríficas específicas do
fluido frio e quente são 4178 J/kg.K e 4188 J/kg.K respectivamente.
Qual é o valor da temperatura de saída do fluido frio?
s
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A
B
C
D
E
61,6°C
45,6°C
52,6°C
31,6°C
70,8°C
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Precisamos identificar qual dos dois fluidos tem a máxima e
mínima capacidade calorifica, posteriormente calculamos o
parâmetro "c" e finalmente o NTU.
$$
\begin{aligned}
& C_f=\dot{m}_f \cdot C p_f=1 \cdot 4178=4178 W / K \rightarrow
C_{\min } \\
& C_q=\dot{m}_q \cdot C p_q=2 \cdot 4188=8376 W / K
\rightarrow C_{\operatorname{máx}}
\end{aligned}
$$
$$
c=\frac{C_{\min }}{C_{\operatorname{máx}}}=\frac{4178 W / K}
{8376 W / K}=0,5
$$
finalmente calculamos o número de unidades de transferência de
calor:
$$
N T U=\frac{U \cdot A_s}{C_{\min }}=\frac{11600}{4178} \approx
3
$$
Questão 10
de
10
Corretas (8)
Incorretas (2)
Em branco (0)
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
Lista de exercícios Trocadores De… Sair
11/08/2026, 17:02 estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/6a7b7cc7525d5de1374d953f/gabarito/
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determinamos a efetividade para esse tipo de trocador. No
arquivo Relações de efetividade para trocadores de calor, tabela 1
(equação 2) no caso específico de casco-tubo, podemos
encontrar a efetividade assim:
\(\begin{gathered}\varepsilon=2 \cdot\left\{1+c+\sqrt{1+c^2}
\cdot \frac{1+\exp \left[-N T U \cdot \sqrt{1+c^2}\right]}{1-\exp
\left[-N T U \cdot \sqrt{1+c^2}\right]}\right\}^{-1} \\ \varepsilon=2
\cdot\left\{1+0,5+\sqrt{1+0,5^2} \cdot \frac{1+\exp \left[-3 \cdot
\sqrt{1+0,5^2}\right]}{1-\exp \left[-3 \cdot
\sqrt{1+0,5^2}\right]}\right\}^{-1}=0,741\end{gathered}\)
E por definição, a partir das informações para o fluido frio, a
efetividade é:
$$
\begin{gathered}
\varepsilon=\frac{\dot{Q}}
{\dot{Q}_{\operatorname{máx}}}=\frac{C_f \cdot\left(T_{f, \text {
sai }}-T_{f, \text { entra }}\right)}{C_{\min } \cdot\left(T_{q, \text {
entra }}-T_{f, \text { entra }}\right)} \\
0,741=\frac{4178 \cdot\left(T_{f, \text { sai }}-16\right)}{4178
\cdot(90-16)} \\
T_{f, \text { sai }}=70,8^{\circ} C
\end{gathered}
$$
9 Marcar para revisão
A transferência de calor por convecção ocorre em fluidos, onde o
calor é transportado pelo movimento das partículas aquecidas, que se
tornam menos densas e sobem, enquanto as mais frias descem. Esse
movimento cria correntes de convecção, promovendo a circulação e
distribuição de calor no meio.
Análise as seguintes afirmações sobre a transferência de calor por
convecção:
I.                 Os processos de transferência de calor por convecção
sempre estão associados a diferenças de temperaturas.
II.                Os valores do coeficiente de transferência de calor, por
convenção “h” são obtidos por dados experimentais
III.              O fluxo de calor por convecção sempre será positivo.
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A
B
C
D
E
Podemos afirmar que está correto o descrito em:
Somente I
Somente II
I e II
II e III
I, II e III
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra B. Confira o gabarito
comentado!
Gabarito Comentado
Diferenças de temperaturas não estão somente associadas a
transferência de calor na convecção. Por exemplo, na mudança
de fase (condensação ou ebulição) existe a troca de energia
sensível mediante o calor latente. Por outro lado, a convecção
pode ser positiva ou negativa. É considerado positivo se o calor é
transferido a partir da superfície e negativo se o calor é
transferido para a superfície.
10 Marcar para revisãoMarcar questão para revisar antes de finalizar
Um trocador de 2 passos no casco e 8 passos no tubo tem água que
entra a 16°C e sai a 33°C, enquanto que óleo (C =1930 J/kg.K) escoa
a 2,7 kg/s e entra a 38°C e sai a 29°C. se a área superficial do
trocador é de 20 m².Qual é o valor do fator de correção?
p
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A
B
C
D
E
0,75
0,65
0,84
0,92
1
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra C. Confira o gabarito
comentado!
Gabarito Comentado
Neste caso, o fluido quente é o etilenoglicol e o frio a água, além
disso temos já as informações das temperaturas de entrada e
saída de todos os fluidos.
Quente: \(T_{q, e}=110^{\circ} C ; T_{q, s}=60^{\circ} C\)
Frio: \(T_{f, e}=22^{\circ} C ; T_{f, s}=70^{\circ} C\)
Com as informações do fluido frio (água) que está escoando por
dentro dos tubos calculamos a taxa de transferência de calor:
$$
\begin{gathered}
\dot{Q}=\dot{m}_f \cdot C_{p, f} \cdot\left(T_{f, s}-T_{f, e}\right) \\
\dot{Q}=0,8 \cdot 4180 \cdot(70-22)=160512 W
\end{gathered}
$$
Em fluxos opostos temos:
$$
\begin{gathered}
\Delta T_1=T_{q, e}-T_{f, s}=38-33=5^{\circ} C \\
\Delta T_2=T_{q, s}-T_{f, e}=29-16=13^{\circ} C
\end{gathered}
$$
Por tanto:
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$$
\Delta T_{m l}=\frac{\Delta T_1-\Delta T_2}{\ln \left(\frac{\Delta
T_1}{\Delta T_2}\right)}=\frac{5-13}{\ln \left(\frac{5}
{13}\right)}=8,37^{\circ} C
$$
Para determinar o fator de correção F precisamos calcular os
parâmetros P e R, lembrando que a notação T e t são para as
temperaturas de caso e tubo respectivamente. Assim como 1 e 2
representam a entrada e saída dos fluidos.
$$
\begin{aligned}
& P=\frac{t_2-t_1}{T_1-t_1}=\frac{33-16}{38-16}=0,77 \\
& R=\frac{T_1-T_2}{t_2-t_1}=\frac{38-29}{33-16}=0,53
\end{aligned}
$$
No arquivo Fator de correção, procuramos a figura “b” (trocador
de casco tubo com 2 passos no casco e múltiplos passos no
tubo). A partir do valor de P (eixo x) sobe até cortar a curva R (no
valor aproximado 0,53≈0,6) a partir do intercepto procura no eixo
y o valor do fator de correção (F). Lembrando que será uma
aproximação devido a não ter todos os valores exatos de P e R.
Neste caso, o fator de correção é aproximado de 0,84.
11/08/2026, 17:02 estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/6a7b7cc7525d5de1374d953f/gabarito/
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