Prova AV 2 Transferencia de Calor8

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GRUPO SER EDUCACIONAL 
GRADUAÇÃO EAD 
GABARITO 
SEGUNDA CHAMADA-2016.2A – 22/10/2016 
 
 
 
 
 
 
 
1. O sentido da transmissão de calor entre dois 
corpos depende: 
 
a) de seus estados físicos. 
b) de suas temperaturas. 
c) de suas quantidades de calor. 
d) de suas densidades. 
e) de seus calores específicos. 
Alternativa correta: Letra B. 
Identificação do conteúdo: Unidade I - Condução 
unidimensional em regime estacionário – páginas 4 
Comentário:Calor é energia em trânsito. Isso significa 
que o conceito de calor só existe quando há uma 
diferença de temperatura entre dois corpos ou entre o 
corpo e o meio que o envolve. A diferença ou gradiente 
de temperatura entre os corpos resulta no 
estabelecimento de um fluxo de energia na forma de 
calor, que flui sempre do corpo mais aquecido para o 
corpo menos aquecido, com a tendência de se 
estabelecer um equilíbrio térmico. No equilíbrio térmico, 
os corpos estão à mesma temperatura e, em razão da 
inexistência de gradiente, o fluxo de energia é 
cessado. 
 
2. Suponha que uma placa plana de espessura de 
25 cm seja construída de bloco de concreto com 
furos preenchidos, que possui condutividade 
térmica correspondente a 0,60 W.m−1.ºC−1. 
 
 
 
 
Determine o fluxo de calor (q/A) que atravessa a 
placa de concreto devido uma diferença de 
temperatura entre as parede de -176oC. Admitindo 
que a transmissão de calor se dê apenas por 
condução unidimensional, ausente a geração 
interna de calor, em regime estacionário. 
 
a) 380 W/m2 
b) 580 W/m2 
c) 680 W/m2 
d) 480 W/m2 
e) 280 W/m2 
Alternativa correta: Letra D. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 1 - Condução 
sem geração de energia – página 7 ;. 
Comentário: 
dT T
q kA kA
dx L

   
 
q
A
= -k
DT
L
= 0,60
W
mºC
-176ºC( )
0,22m
 
q
A
= 480
W
m2
 
 
3. Considere três fenômenos simples: 
 
I. Circulação de ar na geladeira; 
II. Aquecimento de uma barra de ferro; 
 
 
GABARITO 
QUESTÕES COMENTADAS 
Disciplina TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
Professor (a) MARCO ANTONIO 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
B D A A E E C A A B 
 
 
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DISCIPLINA: TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR (A): MARCO ANTONIO 
 
 
III. Variação de temperatura do corpo humano 
no banho de sol. 
 
Associe, nesta mesma ordem, o tipo de 
transferência de calor que principalmente ocorre 
nesses processos: 
 
a) convecção, condução, radiação 
b) convecção, radiação, condução 
c) condução, convecção, radiação 
d) radiação, convecção, condução 
e) condução, radiação, convecção 
Alternativa correta: Letra A. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 1 - Introdução 
à Condução – páginas 6 e 7. UNIDADE 2 – O 
fenômeno da convecção – páginas 35. UNIDADE 4 – O 
fenômeno da radiação – páginas 88. 
Comentário: Convecção: é a troca de calor na 
movimentação de um fluido com um gradiente de 
temperatura sobre um material. Em função do 
gradiente de temperatura, pode-se ter o aquecimento 
ou o resfria- mento do material. Condução: é a 
transferência de calor que ocorre quando um meio 
apresenta regiões com temperatura mais elevada que 
em outras, dizemos que há um gradiente de 
temperatura. A transferência de calor por condução é 
descrita pela lei de Fourier. Essa lei mostra que o fluxo 
de calor depende do modo como a temperatura varia 
em um meio. Esse comportamento relaciona-se com a 
estrutura de átomos, moléculas e elementos químicos 
constituintes de cada material. Radiação: A radiação 
pode ser compreendida pelo fenômeno da propagação 
de ondas eletromagnéticas, que transportam energia 
de campos elétricos e magnéticos, propagando-se com 
a velocidade da luz. 
é a correta. No processo de transmissão de calor por 
condução, ocorre uma transferência da agitação 
térmica de partículas de uma região de maior 
temperatura para outra de menor temperatura. Isso só 
é possível em meios materiais. 
 
4. Um prédio metálico recebe, no verão, uma brisa 
leve. Um fluxo de energia solar total de 450W/m2 
incide sobre a parede externa. Destes, 100W/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 
50W/m2.K. Estime a temperatura da parede. 
 
a) 34 oC; 
b) 54 oC; 
c) 64 oC; 
d) 24 oC; 
 
 
 
e) 44 oC;. 
Alternativa correta: Letra A. 
Identificação do conteúdo: Gabarito: Unidade II – O 
fenômeno da Convecção – página 36. 
Comentário: O fluxo de calor liquido de convecção é 
dado pela diferença entre a radiação incidente e a 
radiação absorvida pela parede: 
q= 450
W
m2
-100
W
m2
= 350
W
m2
 
Aplicando-se a equação da transferência de calor por 
convecção, temos: 
q= h.(TS-T¥)®TS =T¥ +
q
h
TS = 300K +
350W /m2
50W /m2K
TS = 307K = 34
oC
 
 
5. Há três formas conhecidas de transferência de 
calor, a condução, a convecção e a radiação. 
Podemos dizer que a convecção somente pode 
ocorrer no(s): 
 
a) Sólidos. 
b) Líquidos. 
c) Gases. 
d) Vácuo. 
e) Nos fluidos indistintamente 
Alternativa correta: Letra E. 
Identificação do conteúdo: UINIDADE II - Fenômeno 
da Convecção – página 35. 
Comentário:O processo de transferência de calor 
onde ocorre juntamente com o transporte de massa, é 
o processo de convecção. A diferença de temperatura 
em massas de fluidos alteram a sua massa específica, 
promovendo assim o deslocamento fluido nesse meio. 
 
6. Os números adimensionais são valores que não 
possuem nenhuma unidade física, uma vez que a 
definição de cada um deles envolve grandezas 
cujas unidades se cancelam. Entretanto, tais 
números se prestam a diversas situações. Um 
desses números representa a razão entre as forças 
de inércia e as forças viscosas. Estamos falando 
do: 
 
a) Número de Prandtl; 
b) Número de Nusselt; 
c) Número de Grashof; 
d) Número de Rayleigh; 
e) Número de Reynolds. 
Alternativa correta: Letra E. 
 
 
 
 
 
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DISCIPLINA: TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR (A): MARCO ANTONIO 
 
 
Identificação do conteúdo: Unidade II – Equação da 
camada limite – página 39. 
Comentário: O número de Reynolds, Re, é 
adimensional, ou seja, não tem unidade. 
Re =
vL
u
=
m
s
.m
m2
s
=
m
s
.m.
s
m2
=1
é
ë
ê
ê
ê
ê
ù
û
ú
ú
ú
ú
 
 
7. O estudo da radiação dos corpos envolve a 
compreensão do que venha a ser um corpo negro e 
de um corpo cinzento. Mas também é preciso 
conhecer algumas leis fundamentais para que se 
possa definir as taxas de transferência de calor 
relacionadas com a irradiação dos corpos. Assinale 
a alternativa que NÃO é verdadeira com respeito ao 
tema proposto nesta questão. 
 
a) A Lei de Stefan-Boltzmann permite calcular o 
poder emissivo total de um corpo negro a 
determinada temperatura, prestando-se, portanto, 
à determinação a taxa de emissão de radiação de 
um corpo negro. 
b) Um corpo negro é um emissor perfeito, ou seja, 
nenhum outro corpo pode emitir mais radiação 
que um corpo negro, fixada uma temperatura e 
comprimento de onda. 
c) Para um irradiador ideal, como um corpo 
negro, não há absortividade nem 
transmissividade, pois é considerado um 
refletor perfeito, de maneira que, neste caso, a 
reflexão é igual à unidade. 
d) Enquanto um corpo negro é um conceito ideal, 
um corpo cinzento é o conceito real relativo às 
propriedades de irradiação de um corpo. 
e) Quando sobre um corpo incide uma radiação 
térmica, podemos dizer que a irradiação total 
engloba todas as contribuições espectrais. Partes 
dessa radiação podem ser refletidas, absorvidas 
ou transmitidas. 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificaçãodo conteúdo: UINIDADE IV: Radiação 
de um corpo negro – páginas 91 e 92. 
Comentário:A alternativa “c” está incorreta. Para estar 
correta, deveria estar escrita assim: 
Para um irradiador ideal, como um corpo negro, não há 
refletividade nem transmissividade, pois é considerado 
um absorvedor perfeito, de maneira que, neste caso, a 
absortividade é igual à unidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. Um trocador de calor tipo torre de refrigeração, 
em que se utiliza uma corrente de ar para refrigerar 
um jorro de água. Representa que tipo de trocador 
de calor? 
 
a) Contato direto; 
b) Regeneradores; 
c) Recuperadores; 
d) Contato neutro; 
e) Contato indireto. 
Alternativa correta: Letra A. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 3 – Trocadores 
de calor – páginas 68 e 69. 
Comentário: Tipo Contato direto – os fluidos entram 
em contato direto. Um exemplo desse tipo de trocador 
de calor é uma torre de refrigeração, em que se utiliza 
uma corrente de ar para refrigerar um jorro de água. 
 
9. Uma superfície com área de 0,5 m2, emissividade 
igual a 0,8 e temperatura de 150oC é colocada no 
interior de uma grande câmara de vácuo cujas 
paredes são mantidas a 25oC. Determine a taxa de 
emissão de radiação pela superfície? Considerar o 
corpo como sendo cinzento e σ = 5,67.10-8 W/m2K4. 
 
a) 1.452 W/m2; 
b) 2.842 W/m2; 
c) 3.472 W/m2; 
d) 5.982 W/m2; 
e) 6.452 W/m2; 
Alternativa correta: Letra A. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 4 – Corpo 
cinzento – página 102. 
Comentário: Para calcular a taxa de emissão de 
radiação devemos utilizar a fórmula referente à 
radiação para uma superfície: q=esTSup
4
q= 0,8.5, 67´10-8
W
m2K 4
.(423K)4
q=1.452
W
m2
 
 
10. Um corpo negro é a idealização de um corpo em 
processos de radiação. Assim, podemos sintetizar 
a definição de corpo negro nas seguintes 
características: 
 
a) Emissor real, Absorvedor perfeito e Emissor não 
difuso; 
b) Emissor perfeito, Absorvedor perfeito e 
Emissor difuso; 
c) Emissor perfeito, Absorvedor real e Emissor 
difuso; 
 
 
 
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DISCIPLINA: TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR (A): MARCO ANTONIO 
 
 
d) Emissor perfeito, Absorvedor perfeito e Emissor 
não difuso; 
e) Emissor real, Absorvedor real e Emissor não 
difuso; 
Alternativa correta: Letra B. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 4 – Radiação 
de corpos negros – páginas 91 e 92. 
Comentário: Emissor perfeito – em determinada 
temperatura e comprimento de onda, nenhum outro 
corpo pode emitir mais radiação que um corpo negro. 
Absorvedor perfeito – toda radiação incidente em um 
corpo negro é absorvida por ele, independentemente 
de seu comprimento de onda e da direção de 
incidência. 
Emissor difuso – a radiação é emitida em todas as 
direções de modo uniforme.