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Atividade Avaliativa Fenômenos Transporte II 
 
 Nome Nº 1 Aproveitamento 
 Curso Engenharia de Alimentos 
 
 Módulo: 6° 
 
 Data: 
 Professor Warley Basílio 
 
 E-mail: warley.basilio@funorte.edu.br 
 
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Questão 1 (e1.1): A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com 0,15m de espessura, 
cuja condutividade térmica é 1,7 W/(m.K). Medidas efetuadas ao longo da operação em regime estacionário 
revelam temperaturas de 1400 e 1150 K nas paredes interna e externa, respectivamente. Qual é a taxa de calor 
perdida através de uma parede que mede 0,5m por 1,2m? 1.700 W 
 
 
 
Questão 2 (R.1.2.1): Um equipamento condicionador de ar deve manter uma sala, de 15m de comprimento, 6m 
de largura e 3m de altura a 22 oC. As paredes da sala, de 25cm de espessura, são feitas de tijolos com 
condutividade térmica de 0,14 Kcal/h.m.oC e a área das janelas são consideradas desprezíveis. A face externa 
das paredes pode estar até 40 oC em um dia de verão. Desprezando a troca de calor pelo piso e teto, que estão 
bem isolados, pede-se o calor a ser extraído da sala pelo condicionador (em HP). Dado 1HP = 641,2 Kcal/h. ≅2 
HP 
 
 
 
 
Questão 3 (e1.8): Um recipiente fechado cheio com café quente encontra-se em uma sala cujo ar e paredes 
estão a uma temperatura fixa. Identifique todos os processos de transferência de calor que contribuam para o 
resfriamento do café. Comente sobre características que contribuiriam para um melhor projeto do recipiente. 
 
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Questão 4 (1.1): Informa-se que a condutividade térmica de uma folha de isolante extrudado rígido é igual a k = 
0,029 W/(m.K). A diferença de temperaturas medida entre as superfícies de uma folha com 20mm de espessura 
deste material é T1 – T2 = 10oC. 
 
(a) Qual é o fluxo térmico através de uma folha do isolante com 2m x 2m? 
(b) Qual é a taxa de transferência de calor através da folha de isolante? 
 
 
 
Questão 5 (1.2): Uma parede de concreto, que tem uma área superficial de 20m2 e espessura de 0,30m, 
separa o ar refrigerado de um quarto do ar ambiente. A temperatura da superfície interna da parede é mantida a 
25oC e a condutividade térmica do concreto é de 1 W/(m.K). 
 
(a) Determine a perda de calor através da parede considerando que a temperatura de sua superfície 
externa varie de -15oC a 38oC, que correspondem aos extremos do inverno e do verão, 
respectivamente. Apresente os seus resultados graficamente. 
(b) No seu gráfico, represente também a perda de calor como uma função da temperatura da superfície 
externa para materiais da parede com condutividades térmicas de 0,75 a 1,25 W/(m.K). Explique a 
família de curvas que você obteve. 
 
 
 
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Questão 6 (1.3): A base de concreto de um porão tem 11m de comprimento, 8m de largura e 0,20m de 
espessura. Durante o inverno, as temperaturas são normalmente de 17oC e 10oC em suas superfícies superior 
e inferior, respectivamente. Se o concreto tiver uma condutividade térmica de 1,4 W/(m.K), qual é a taxa de 
perda de calor através da base? Se o porão é aquecido por um forno a gás operando a uma eficiência de fη = 
0,90 e o gás natural estiver cotado a Cg = 0,01 $/MJ, qual é o custo diário da perda térmica? 
 
 
 
 
Questão 7 (1.4): O fluxo térmico através de uma lâmina de madeira, com espessura de 50mm, cujas 
temperaturas das superfícies são de 40 e 20oC, foi determinado como de 40 W/m2. Qual é a condutividade 
térmica da madeira? 
 
 
 
 
Questão 8 (1.5): As temperaturas interna e externa de uma janela de vidro com 5mm de espessura são de 15 e 
5oC. Qual é a perda de calor através de uma janela com dimensões de 1m por 3m? A condutividade térmica do 
vidro é de 1,4 W/(m.K). 
 
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Questão 9 (1.6): Uma janela de vidro, com 1m de largura e 2m de altura, tem espessura de 5mm e uma 
condutividade térmica de kg = 1,4 W/(m.K). Se em um dia de inverno as temperaturas das superfícies interna e 
externa do vidro são de 15oC e -20oC, respectivamente, qual é a taxa de perda de calor através do vidro? Para 
reduzir a perda de calor através da janela, é costume usar janelas de vidro duplo nas quais as placas de vidro 
são separadas por uma camada de ar. Se o afastamento entre as placas for de 10mm e as temperaturas das 
superfícies do vidro em contato com os ambientes estiverem nas temperaturas de 10oC e -15oC, qual é a taxa 
de perda de calor em uma janela de 1m x 2m? A condutividade térmica do ar é ka = 0,024 W/(m.K). 
 
Questão 10 (1.7): Uma câmara de congelador é um espaço cúbico de lado igual a 2m. Considere que a sua 
base seja perfeitamente isolada. Qual é a espessura mínima de um isolamento à base de espuma de estireno 
(k = 0,030 W/(m.K)) que deve ser usada no topo e nas paredes laterais para garantir uma carga térmica menor 
do que 500W, quando as superfícies interna e externa estiverem a -10 e 35oC? 
 
Questão 11 (1.8): Um recipiente barato para alimentos e bebidas é fabricado com poliestireno (k = 0,023 
W/(m.K)), com espessura de 25mm e dimensões interiores de 0,8m x 0,6m x 0,6m. Sob condições nas quais a 
temperatura da superfície interna, de aproximadamente 2oC, é mantida por uma mistura gelo-água e a 
temperatura da superfície externa de 20oC é mantida pelo ambiente, qual é o fluxo térmico através das paredes 
do recipiente? Considerando desprezível o ganho de calor pela base do recipiente (0,8m x 0,6m), qual é a carga 
térmica total para as condições especificadas? 
 
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Questão 12 (1.9): Qual é a espessura requerida para uma parede de alvenaria com condutividade térmica igual 
a 0,75 W/(m.K), se a taxa de calor deve ser 80% da taxa através de uma parede estrutural composta com uma 
condutividade térmica de 0,25 W/(m.K) e uma espessura de 100mm? A diferença de temperatura imposta nas 
duas paredes é a mesma. 
 
Questão 13 (1.10): A base, com 5mm de espessura, de uma panela com diâmetro de 200mm pode ser feita 
com alumínio (k = 240 W/(m.K)) ou cobre (k = 390 W/(m.K)). Quando usada para ferver água a superfície da 
base exposta à água encontra-se a 110oC. Se calor é transferido do fogão para a panela a uma taxa de 600W, 
qual é a temperatura da superfície voltada para o fogão para cada um dos dois materiais? 
 
Questão 14 (1.11): Um circuito integrado (chip) quadrado de silício (k = 150W/(m.K)) possui lados com w = 
5mm e espessura t = 1mm. O circuito é montado em um substrato de tal forma que suas superfícies laterais e 
inferior estão isoladas termicamente, enquanto a superfície superior encontra-se exposta a um refrigerante. 
 
Se 4 W estão sendo dissipados nos circuitos montados na superfície inferior do chip, qual é a diferença entre as 
temperaturas das superfícies inferior e superior no estado estacionário? 
 
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Questão 15 (1.12): Um sensor para medir fluxo térmico em uma superfície ou através de um material laminado 
emprega cinco termopares cromel-alumel (tipo K) de camada fina posicionados nas superfícies superior e 
inferior de uma placa com condutividade térmica de 1,4 W/(m.K) e espessura de 0,25mm. 
(a) Determine o fluxo térmico q” através do sensor quando a tensão de saída nos terminais de cobre é de 
350µv. O coeficiente Seebeck dos materiais do termopar tipo K é de aproximadamente 40 µV/oC. 
(b) Qual precaução você deve ter ao usar um sensor desta natureza para medir a taxa térmica através da 
estrutura laminada mostrada?