FENÔMENOS DE TRANSPORTES 6 10

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FENÔMENOS DE TRANSPORTES AV2
Atualmente, os diversos meios de comunicação vêm alertando a população para o perigo que a Terra começou a enfrentar já há algum tempo: o chamado "efeito estufa!. Tal efeito é devido ao excesso de gás carbônico, presente na atmosfera, provocado pelos poluentes dos quais o homem é responsável direto. O aumento de temperatura provocado pelo fenômeno deve-se ao fato de que
a atmosfera é transparente á energia radiante e opaca para as ondas de calor
A seguir são feitas três afirmações sobre processos termodinâmicos envolvendo transferência de energia de um corpo para outro.
I)   A radiação é um processo de transferência de energia que não ocorre se os corpos estiverem no vácuo
II)  A convecção é um processo de transferência de energia que ocorre em meios fluidos
III) A condução é um processo de transferência de energia que não ocorre se os corpos estiverem à mesma temperatura
             Quais estão corretas?
apenas II e III 
Analise as afirmações referentes à condução térmica
I - Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapidamente, pode-se introduzir nele um espeto
metálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom condutor de calor.
II - Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na forma de calor) do corpo humano para o ambiente, devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser um bom isolante térmico.
III - Devido à condução térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de
uma barra de madeira colocada no mesmo ambiente.
Podemos afirmar que
Apenas I e II estão corretas.
Assinale a sequencia que indica as formas de propagação de calor: Calor emitido nas proximidades de uma fogueira; Formação dos ventos; Aquecimento de um cano por onde circula água quente; Aquecimento da água em uma panela colocada sore a chama de um fogão
convecção; convecção; condução e convecção.
A superfície de uma placa de aço de 8 m² é mantida a uma temperatura de 150 °C. Uma corrente de ar é soprada por um ventilador e passa por sobre a superfície da placa. O ar se encontra a uma temperatura de 25 °C. Calcular a taxa de transferência de calor trocado por convecção, entre a placa e o ar, considerando um coeficiente de troca de calor por convecção de 150 W/m².K
37,5 kW
A parede de um edifício tem 22,5 cm de espessura e foi construída com um material de k = 1,31 W/m.°C. Em dia de inverno as seguintes temperaturas foram medidas : temperatura do ar interior = 23,1°C; temperatura do ar exterior = -8,7°C; temperatura da face interna da parede = 11,5°C; temperatura da face externa da parede = -7,4°C. Calcular os coeficientes de película interno e externo à parede
9,49 W/m2.°C e 84,65 W/m2.°C
A parede de um reservatório tem 10 cm de espessura e condutividade térmica de 5 kcal/(h·m·°C). A temperatura dentro do reservatório é 150 °C e o coeficiente de transmissão de calor na parede interna é 10 kcal/(h·m2·°C). A temperatura ambiente é 20 °C e o coeficiente de transmissão de calor na parede externa é 8 kcal/(h·m2·°C). A taxa de transferência de calor, calculada para 20 m2 de área de troca, tem valor mais próximo de
10600 kcal/h
Considere as três situações seguintes: I - Circulação de ar numa geladeira. II - Aquecimento de uma barra de ferro. III - Bronzeamento da pele num "Banho de Sol". Associe, nesta mesma ordem, o principal tipo de transferência de calor que ocorre em cada uma
convecção, condução, irradiação
Determinar a espessura da camada de gelo que irá se formar sobre a superfície externa de uma esfera de 0.4m de raio mantida a ¿10o C no ar a 25o C com coeficiente de película de 10 (SI). Adotar para o gelo a condutividade de 2.2 (SI). Dica: qual a temperatura da superfície do gelo em contato com o ar. Por quê? A temperatura na camada de gelo será constante?
7,4cm
Determine o calor perdido por uma pessoa, por unidade de tempo, supondo que a sua superfície exterior se encontra a 29ºC, sendo a emissividade de 0,95. A pessoa encontra-se numa sala cuja temperatura ambiente é 20ºC (T∞) sendo a área do seu corpo de 1,6 m2. O coeficiente de transferência de calor entre a superfície exterior da pessoa e o ar pode considerar-se igual a 6 W.m-2.K-1. OBS: despreze a troca de calor por condução
168 W
Dentre as situações a seguir qual delas não se aplica a irradiação de calor
Esta relacionado com a radiação nuclear
Em qual dos meios o calor se propaga por convecção
Água
Em uma geladeira com congelador interno é recomendado que as frutas e verduras sejam colocadas na gaveta na parte inferior da geladeira. O resfriamento desta região da geladeira, mesmo estando distante do congelador, é possível devido a um processo de transmissão de calor chamado de
Convecção
Estufas rurais são áreas limitadas de plantação cobertas por lonas plásticas transparentes que fazem, entre outras coisas, com que a temperatura interna seja superior à externa. Isso se dá porque
as lonas são mais transparentes às radiações da luz visível que às radiações infravermelhas. 
Num dia quente você estaciona o carro num trecho descoberto e sob um sol causticante. Sai e fecha todos os vidros. Quando volta, nota que "o carro parece um forno". Esse fato se dá porque
o vidro é transparente à luz solar e opaco ao calor
Numa antiga propaganda de uma grande loja X existia o seguinte refrão:
-    Quem bate?
-    É o frio!
-    Não adianta bater, pois eu não deixo você entrar, os cobertores da loja X é que vão aquecer o meu lar!
 Do ponto de vista dos fenômenos estudados na disciplina, o apelo publicitário é
incorreto pois não tem sentido falar em frio entrando ou saindo já que este é uma sensação que ocorre quando há trocas de calor entre os corpos de diferentes temperaturas.
No verão, é mais agradável usar roupas claras do que roupas escuras. Isso ocorre por que
uma roupa de cor branca reflete a radiação, enquanto uma de cor escura a absorve
O congelador é colocado na parte superior dos refrigeradores, pois o ar se resfria nas proximidades dele, aumenta a densidade e desce. O ar quente que está na parte de baixo, por ser menos denso, sobe e resfria-se nas proximidades do congelador. Nesse caso, o processo de transferência de energia na forma de calor recebe o nome de
convecção forçada
O mecanismo através do qual ocorre a perda de calor de um objeto é dependente do meio no qual o objeto está inserido. No vácuo, podemos dizer que a perda de calor se dá por
irradiação
O frasco de Dewar é um recipiente construído com o propósito de conservar a temperatura das substâncias que ali forem colocadas, sejam elas quentes ou frias. O frasco consiste em um recipiente de paredes duplas espelhadas, com vácuo entre elas e de uma tampa feita de material isolante. A garrafa térmica que temos em casa é um frasco de Dewar. O objetivo da garrafa térmica é evitar ao máximo qualquer processo de transmissão de calor entre a substância e o meio externo. É CORRETO afirmar que os processos de transmissão de calor são:
condução, convecção e irradiação
O filamento de uma lâmpada incandescente atinge a temperatura de 2600 K. A lâmpada é de 100 W. Qual a área de seu filamento
0,39 cm2
Por um fio de aço inoxidável de 3 mm de diâmetro passa uma corrente elétrica de 20 A. A resistividade do aço pode ser tomada como 70 mΩ·m, e o comprimento do fio é 1 m. O fio está imerso num fluido a 110 °C e o coeficiente de transferência de calor por convecção é 4 kW/(m2·°C). Calcule a temperatura do fio
235 °C
Quando não ocorre transferência de calor entre dois corpos podemos dizer que estes dois corpos estão
Na mesma temperatura
Sabe-se que a temperatura do café se mantém razoavelmente constante no interior de uma garrafa térmica perfeitamente vedada. I - Qual o principal fator responsável por esse bom isolamento térmico? II - O que acontece com a temperatura do café se a garrafa térmica for agitada vigorosamente
I - A condução não ocorre no vácuo. II - Aumenta, pois há transformação de energia mecânica em térmica.
Quais das duas afirmações a seguir são corretas?
I. A energia interna de um gásideal depende só da pressão. 
II. Quando um gás passa de um estado 1 para outro estado 2, o calor trocado é o mesmo qualquer que seja o processo. 
III. Quando um gás passa de um estado 1 para outro estado 2, a variação da energia interna é a mesma qualquer que seja o processo. 
IV. Um gás submetido a um processo quase-estático não realiza trabalho. 
V. O calor específico de uma substância não depende do processo como ela é aquecida.
VI. Quando um gás ideal recebe calor e não há variação de volume, a variação da energia interna é igual ao calor recebido. 
VII. Numa expansão isotérmica de um gás ideal o trabalho realizado é sempre menor do que o calor absorvido.
III e VI
Uma parede de um forno é constituída de duas camadas: 22 cm de tijolo refratário (k = 1,2 kcal/h.m.ºC) e 11 cm de tijolo isolante (k = 0,15 kcal/h.m.ºC). A temperatura da superfície interna do refratário é 1775ºC e a temperatura da superfície externa do isolante é 145ºC. Desprezando a resistência térmica das juntas de argamassa, calcule a temperatura da interface refratário/isolante
1448,9 °C
Uma roupa de mergulho é constituída por uma camada de borracha (de espessura de 3.2 mm e condutividade térmica 0.17 (SI)) aplicada sobre o tecido (de espessura de 6.4 mm e condutibilidade 0.035 (W/mo C)) a qual permanece em contato direto com a pele. Assumindo para a pele 27o C e para a superfície externa da borracha a temperatura de 15o C e para uma área corporal de 4.1m2 , calcular a energia dissipada em uma hora. dica: como as espessuras da roupa de mergulho são pequenas em relação à curvatura das várias partes do corpo humano, podem ser empregadas as equações para paredes planas.
Resposta: 878 kJ
Uma forma de armazenar energia térmica consiste em um grande canal retangular englobando camadas alternadas de uma placa e de um canal para escoamento de um gás. A análise a ser feita será em uma placa de alumínio de largura de 0,05m numa temperatura inicial de 25°C. O alumínio tem densidade 2702 kg/m3 , calor específico a pressão constante de 1033 J/kg.K e condutividade térmica de 231 W/m.K. Considere que um gás quente passe apenas pela placa à temperatura de 600°C com coeficiente de película de 100 (SI). Considere a informação que levará um tempo de 968s para que a placa armazene 75% da energia máxima possível. Pede-se: 14 a) pelo balanço de energia, qual será a temperatura da placa de alumínio nesse instante
456,4°C
Uma taxa de calor de 3 kW é conduzida através de um material isolante com área de seção reta de 10m2 e espessura de 2,5cm. Se a temperatura da superfície interna (quente) é de 415oC e a condutividade térmica do material é de 0,2 W/mK, qual a temperatura da superfície externa
651 K
Um determinado fluido escoa através de um tubo de 20 cm de diâmetro interno. O fluido se encontra a uma temperatura de 50°C. A temperatura da superfície interna do tubo pode ser determinada, e é de 25°C. Considerando um coeficiente de transferência de calor por convecção de 2000 W/m².K, calcule a taxa de transferência de calor por metro de comprimento linear de tubo.
31,4 kW
Um prédio metálico recebe, no verão, uma brisa leve. Um fluxo de energia solar total de 450 W/m² incide sobre a parede externa. Destes, 100 W/m² são absorvidos pela parede, sendo o restante dissipado para o ambiente por convecção. O ar ambiente, a 27°C, escoa pela parede a uma velocidade tal que o coeficiente de transferência de calor é estimado em 50 W/m².K. Estime a temperatura da parede
34°C
Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se transmite através da parede do fundo da panela para a água que está em contato com essa parede e daí para o restante da água. Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por
condução e convecção
Uma barra de alumínio (K = 0,5cal/s.cm.ºC) está em contato, numa extremidade, com gelo em fusão e, na outra, com vapor de água em ebulição sob pressão normal. Seu comprimento é 25cm, e a seção transversal tem 5cm2 de área. Sendo a barra isolada lateralmente e dados os calores latentes de fusão do gelo e de vaporização da água (LF = 80cal/g; LV = 540cal/g), determine a massa do gelo que se funde em meia hora
33,3 g
Um painel solar, sem cobertura, tem características seletivas de forma que a sua absortividade na temperatura do painel vale 0,4 e a absortividade solar vale 0,9. Em um determinado dia, no qual o ar ambiente está a 30 °C, a irradiação solar vale 900 W/m2 e o coeficiente de troca de calor por convecção vale 20 W/m2.K, determine a temperatura de equilíbrio da placa, sabendo-se que ela está isolada na sua superfície inferior
57 ºC
Uma superfície com área de 0,5 m2 , emissividade igual a 0,8 e temperatura de 160ºC é colocada no interior de uma grande câmara de vácuo cujas paredes são mantidas a 21ºC. Determine a emissão de radiação pela superfície em kcal/h? Considere σ = 4,88 ×10-8 (kcal/h).m2.K4
540,3 kcal/h
Um reservatório esférico com raio interno igual a 2,1 metros e raio externo igual a 2,2 metros contém um fluido a 140oC. A condutividade térmica do material do reservatório é igual a 43,2 kcal.h-1.m-1.oC-1. A temperatura na face externa do reservatório é igual a 80oC. Determine o fluxo de calor em watts
1,74 MW
Uma sala apresenta as seguintes dimensões (comprimento, largura e altura, respectivamente): 10m x 5m x 3m. A espessura dos tijolos que compõem a sala é de 14 cm, e o material destes tijolos apresenta uma condutividade térmica igual a 0,54 kcal.h-1.m-1.oC-1. A área das janelas é desprezível. A temperatura interna da sala deve ser mantida a 17oC, enquanto que a temperatura externa pode chegar a 41oC em um dia de verão . Considere que a tarifa de consumo de energia elétrica é de R$0,32 por kW.h-1. Determine o gasto com energia elétrica para refrigerar a sala durante um mês. Considere um dia de 8 horas, um mês de 22 dias e que a eficiência de conversão é igual a 100%
R$ 542,36
Um forno é constituído por duas paredes de aço com 2,0 mm de espessura intercaladas por uma parede (placa) de cobre com 3,0 mm de espessura. A condutividade térmica do aço utilizado é igual a 17 W.m-1.K-1 e a do cobre é igual a 372 W.m-1.K-1. A parede mais interna de aço está a 300oC e a região mais externa da outra placa de aço está a 80oC. Determine a temperatura na interface entre a placa de aço externa ao forno e a placa de cobre.
186,3oC
Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se transmite através da parede do fundo da panela para a água que está em contato com essa parede e daí para o restante da água. Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por
condução e convecção
Um reservatório esférico com raio interno igual a 2,1 metros e raio externo igual a 2,2 metros contém um fluido a 140oC. A condutividade térmica do material do reservatório é igual a 43,2 kcal.h-1.m-1.oC-1. A temperatura na face externa do reservatório é igual a 80oC. Determine o fluxo de calor em Btu.h-1
5,97 x 106 Btu.h-1