Exercícios Unidade 02 Grupo 03

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Grupo 03 
 
 
 
Lista de Exercícios Propostos 
 
 
 
 
Fenômenos de Transporte II 
 
 
 
 
Princípios de Condução 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Considerando parede plana composta abaixo, determinar: 
 
� Resistência térmica correspondente; 
� Fluxo de calor perdido unidade de profundidade de parede; 
� Temperatura na interface da parede conforme indicado na figura; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Solução: 
 ��������çã� = �
∗� �������çã� = �� ∗ � ��� = �1 + �2 + � �3 ∗ �4�3 + �4� + �5 
��� = 145 ∗ 2 + 0,04100 ∗ 2 + �
0,170 ∗ 0,5 ∗ 0,120 ∗ 1,50,170 ∗ 0,5 + 0,120 ∗ 1,5! +
0,0550 ∗ 2 
��� = 0,011 + 0,0002 + � 0,0028 ∗ 0,00330,0028 + 0,0033� + 0,005 ��� = 0,011 + 0,0002 + 1,5384610$% + 0,005 
 ��� = 1,334484610$&'°)* 
 
+, = +� = �-1 − -2��� � +, = � 300°� − 50°�1,334486410$&� 
 +, = 18740,63 *' 
 -/���012�� = -1 − +, ∗ (�1 + �2 + � �3 ∗ �4�3 + �4�) -/���012�� = 300 − 18740,63 ∗ (0,011 + 0,0002 + � 0,0028 ∗ 0,00330,0028 + 0,0033�) -/���012�� = 300 − 18740,63 ∗ (1,284957210$&) 
 -/���012�� = 59,19 ℃ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 k3=70 w/mºc 
 k4=50w/mºc k1=100w/mºc 
 k2=20 w/mºc 
T2=50 ºc 
 5cm 
 0,5m 
 2,0m 
 1,5m 
 10cm 
 4cm 
Convecção do 
 Ambiente 
ha=45w/m
2
ºc 
T1=300ºc 
 
Tc Interface = ? 
 
 
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2. A parede externa de um edifício é composta de uma camada de 10cm de tijolo (k=1,25w/mºc) e 
uma de 2,5mm de fibra de vidro (k =0,05 w/mºc). Calcule a transferência de calor por unidade de 
área através da parede para uma diferença de temperatura de 45ºc. 
 
Solução: 
 
�������çã� = 78∗� �1 = 9,��,&:∗� �2 = &,:∗�9;<9,9:∗� 
 ��� = �1 + �2 
 ��� = 0,08 + 0,05 
 ��� = 0,13 '℃* 
 
+" = +� = (-1 − -2)�� 
 +" = >� = ?:℃9,�%@℃A 
 +" = +� = 346,16 BC² 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. (Petrobrás – 2011) - Uma das superfícies de uma placa delgada absorve 793 W/m
2
 de radiação 
solar e a dissipa por convecção para o ar ambiente a 30
o
C, enquanto a outra superfície está isolada. 
Considerando que o coeficiente de transferência de calor envolvido vale h = 13 W/(m
2
.
o
C), a 
temperatura da placa, em 
o
C, é dada por: 
 
(A) 31 
(B) 61 
(C) 78 
(D) 91 
(E) 101 
 
 Solução: 
 
 + = (E�$E&)∑ GHéJ'KLM ��������çã� = �
∗M 
 + ∗ ∑ ��é0C/�2 = (-1 − -2) 
 -1 = (+ ∗ ∑ ��é0C/�2) + -2 
 -1 = N793 *'O ∗ ��%∗�P + 30 
 -1 = 91℃ 
 
Letra D 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. (Petrobrás 2010) - A equação da condução de calor em coordenadas cilíndricas, unidimensional, 
em regime transiente é dada por: 
 10 QQ0 �0� Q-Q0� + +R = S�T �Q-Q� � 
 
Onde 0 é a variável radial, - a temperatura, � a condutividade térmica do material, +R a taxa de 
geração de calor por unidade de volume, S a massa específica do material, �To calor específico do 
material e � o tempo. 
A forma mais simplificada da equação anterior para o caso específico de condução de calor em 
estado estacionário sem geração de calor e � constante é: 
 
 
(A) 
UUJ N� UEUJP = 0 
 
(B) � NUOEUJOP = 0 
 
(C) � NVOEVJOP = 0 
 
(D) 
�J UUJ N0 UEUJP = �WLX NUEUHP 
 
(E) 
�J VVJ N0 VEVJP = 0 
 0 0 0 
 10 QQ0 �0� Q-Q0� + +R = S�T �Q-Q� � 
 
Letra E