TDC Terceira Lista de Exercícios 2016.1

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SER EDUCACIONAL – UNINASSAU 
DISCIPLINA: TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
PROFESSORA: MARIA DO CARMO DE SOUZA 
TERCEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS 
1. Em um dado instante de tempo, a distribuição de temperaturas no interior de um corpo 
homogêneo infinito é dada pela função 
𝑇 (𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑥2 − 2𝑦2 + 𝑧2 − 𝑥𝑦 + 2𝑦𝑧 
 
Considerando propriedades constantes e ausência de geração de calor no interior do 
corpo, determine as regiões nas quais a temperatura varia com o tempo. 
 
2. A distribuição de temperatura ao longo de uma parede com espessura de 1 m, em 
determinado instante de tempo, é dada por 
𝑇(𝑥) = 𝑎 + 𝑏𝑥 + 𝑐𝑥2 
 
Na qual T está em graus Celsius e x em metros, enquanto a = 900 °C, b = -300 °C/m, e c 
= -50 °C/m2. Uma geração de calor uniforme, g = 1000 W/m3, está presente na parede, 
cuja área é de 10 m2. O seu material apresenta as seguintes propriedades: 𝜌 = 1600 
kg/m3; k = 40 W/(m.K) e cP = 4 kJ/kg.K. 
a. Determine a taxa de transferência de calor que entra na parede (x = 0) e que deixa a 
parede (x = 1 m). 
b. Determine a taxa de variação da energia acumulada na parede. 
c. Determine a taxa de variação da temperatura em relação ao tempo nas posições x = 0; 
0,25 e 0,5 m. 
 
3. Considere uma grande parede plana de espessura L = 0,2 m, condutividade térmica k = 
1,2 W/m.k e área A = 15 m2. Os dois lados da parede são mantidos a temperaturas 
constantes de T1 = 120 °C e T2 = 50 °C, respectivamente. Determine: 
a. A variação de temperatura na parede e o valor da temperatura em x = 0,1 m. 
b. A taxa de condução de calor pela parede sob condições permanentes.