Exercícios de Transferência de Calor em Superfícies Estendidas

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Universidade Salvador – UNIFACS 
Professora: Rebecca Andrade 
Disciplina: Transferência de Calor 
Lista de Exercícios – Unidade II – Valor: 1,0 pt 
Lista de Exercícios – Transferência de Calor 2017.2 
 
 
Assunto: Superfícies Estendidas 
1. Uma aleta infinita de 5 mm de diâmetro tem uma extremidade mantida a 100oC . A 
lateral da aleta está exposta ao ar ambiente a 25oC, que tem um coeficiente 
convectivo igual a 100 W/m2K. Considerando que a aleta seja feita de ferro (buscar 
valores de condutividade térmica em tabelas de propriedades), determinar: 
(a) o comprimento da aleta para que o modelo de aletas infinitas seja plausível 
(b) a distribuição de temperaturas ao longo da barra construída 
(c) o calor trocado 
 
2. Superfícies estendidas retangulares de 3 mm de espessura, 2 cm de comprimento 
(largura 1 metro) são fundidas integralmente a uma placa plana de 1 x 1 m2 e 5 mm de 
espessura. Tanto as aletas quanto a placa são feitas de aço carbono (buscar valores de 
condutividade térmica em tabelas de propriedades). A superfície não aletada é 
mantida à temperatura uniforme de 180 oC enquanto que a superfície aletada está em 
contato com ar a 20 oC. O espaço entre as aletas é de 7 mm e o coeficiente convectivo 
do ar é de 10 W / m2 K. Determine a taxa de troca de calor da placa e a eficiência do 
sistema combinado. 
 
3. Considere uma colher de prata imersa em uma xícara com café. A colher pode ser 
considerada como uma aleta fina de seção transversal constante e comprimento de 
2L. Assuma que metade desta colher está imersa no café e a outra metade está 
exposta ao ar ambiente. Além disto, considere que as extremidades da aleta estejam 
isoladas. 
 
São dados: o comprimento da colher 2L = 10 cm, a área da seção transversal = 0,2 cm2, 
o perímetro = 2 cm, a condutividade térmica da prata k = 400 W/m K, hcafé = 1000 
W/m2K e har = 10 W/m
2K, e (ar) = 20oC. Considerando que a temperatura do café seja 
de 80oC, pede-se: 
(a) Calcular a temperatura no centro da aleta (x=0) e nas extremidades (x=-L e x=L) 
(b) Calcular a transferência de calor através da colher em regime permanente.