Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
� � www.occastellani.com.br www.youtube.com/otapadawan padawancastellani@uol.com.br graviton71@bol.com.br occastellani@gmail.com �� � FENÔMENOS DE TRANSPORTE LISTA 5� Propagação do Calor 1) Uma barra de alumínio de 50 cm de comprimento e área de secção transversal de 5 cm2 tem uma de suas extremidades em contato térmico com uma câmara de vapor de água em ebulição. A outra extremidade está imersa numa cuba que contém uma mistura bifásica de gelo fundente. A pressão atmosférica local é normal. Sabendo-se que o coeficiente de condutibilidade térmica do alumínio vale 0,5 cal/s.cm. oC, calcule: a) A intensidade da corrente térmica (fluxo) através da barra, depois de estabelecida o regime permanente; (Resposta: 5 cal/s) b) A temperatura numa secção transversal da barra, situada a 40 cm da extremidade mais quente. (Resposta: 20 oC) 2) Para melhor isolamento térmico, uma câmara frigorífica foi construída de madeira maciça. A parede do fundo tem 6,0 m de comprimento, 2,5 m de altura e 10 cm de espessura. O interior da câmara permanece a -20 oC, enquanto o ambiente externo está a 20 oC. Dado: coeficiente de condutibilidade térmica da madeira = 3,0 x 10 -4 cal/s.cm.oC. Determine: a) O fluxo de calor através dessa parede, após ser atingido o regime estacionário;(Resposta: 180 cal/s) b) A energia térmica que atravessa essa parede a cada hora.(Resposta: 6,48 x 105 cal) 3) Qual a espessura necessária para uma parede de alvenaria com condutividade térmica de 0,75 W/mK se a taxa de transferência de calor através dessa parede deve ser equivalente a 80% da taxa de transferência através de uma parede estrutural com condutividade térmica de 0,25 W/mK e espessura de 100 mm? As superfícies de ambas as paredes estão sujeitas à mesma diferença de temperatura. 4) Um cobertor possui uma área de 1 m2, espessura igual a 2,5 cm e coeficiente de condutibilidade térmica de 8 x 10-5 cal/s.cm.oC. Sabendo que o meio ambiente está a 3 oC e a pele da pessoa que é envolvida pelo cobertor apresenta uma temperatura de 36 oC, determine a quantidade de calor perdida pela pessoa, através do cobertor, durante um intervalo de tempo de 1 h. 5) Em uma esfera compacta de raio igual a x, verifica-se que o fluxo de calor satisfaz a relação abaixo: Txpiφ 4= Onde T é a temperatura. Para este cálculo, o fluxo de calor é considerado radial. Mostre que para uma variação de temperatura de T0 a T com x � � www.occastellani.com.br www.youtube.com/otapadawan padawancastellani@uol.com.br graviton71@bol.com.br occastellani@gmail.com � variando de um valor a até um valor b , a temperatura pode ser calculada por k b aTT 0= Com k sendo a condutibilidade térmica do material que é feito a esfera. (Considere a área da esfera como 4pipipipix2) 6) Um aluno percebeu que o azulejo do banheiro é mais “frio” que o carpete de sua casa. Decidiu medir a temperatura e verificou que era a mesma, tanto para o azulejo quanto para o carpete. Como então o azulejo aparenta ser mais “frio”? Explique usando conceitos de propagação de calor juntamente com a lei de Fourier. � 7) O calor se propaga em dois corpos A e B. Sabe-se que a densidade de fluxo de calor do corpo A é cinco vezes maior que a densidade de fluxo de calor do corpo B, e o gradiente de temperatura em que o corpo B é submetido é cinco vezes maior que no corpo A. Encontre a relação entre a condutibilidade térmica do corpo A e a condutibilidade térmica do corpo B. � 8) Um equipamento condicionador de ar deve manter uma sala, de 15 m de comprimento, 6 m de largura e 3 m de altura a 22 oC. As paredes da sala, de 25 cm 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 a 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 (Resp: 2HP) 9) Na figura ao lado, você observa uma placa de alumínio que foi utilizada para separar o interior de um forno, cuja temperatura mantinha- se estável a 220 °C, e o meio ambiente (20 °C). Após atingido o regime estacionário, qual a intensidade da corrente térmica através dessa chapa metálica? Suponha que o fluxo ocorra através da face de área maior. Dado: coeficiente de condutibilidade térmica do alumínio = 0,50 cal/s cm °C 10) Uma barra metálica é aquecida conforme a figura; A, B e C são termômetros. Admita a condução de calor em regime estacionário e no sentido longitudinal da barra. Qual marcação � � www.occastellani.com.br www.youtube.com/otapadawan padawancastellani@uol.com.br graviton71@bol.com.br occastellani@gmail.com � indicará o termômetro intermediário quando os das extremidades indicarem 200 °C e 80°C ? �
Compartilhar