TRANS. DE CALOR

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GRUPO SER EDUCACIONAL 
GRADUAÇÃO EAD 
GABARITO 
SEGUNDA CHAMADA 2017.1A 
 29/04/2017 
 
 
 
 
1. Em um sistema de refrigeração de geometria retangular, composto de um polímero isolante, cuja 
condutividade térmica é de 0,046 W/m.ºC, as dimensões dessa equipamento serão de 1,0 m de altura, 1,0 cm de 
comprimento e 1,0 m de largura. Supondo que a taxa de calor a que a geladeira será submetida é de 400 W, que 
a temperatura externa (ambiente) é de 30ºC e que o equipamento deva operar a 5ºC, estime a espessura dessa 
composição de polímero isolante, desprezando os efeitos de canto do equipamento. 
 
a) 2,9 m 
b) 1,7 m 
c) 4,6 m 
d) 3,0 m 
e) 3,5 m 
Alternativa correta: Letra B. 
Identificação do conteúdo: Unidade I - Condução unidimensional em regime estacionário – página 15. 
Comentário: 
Dimensões da geladeira: 
 Altura (h) = 1,0 m 
 Comprimento (c) = 1,0 m 
 Largura (l) = 1,0 m 
 Área total: 
A= 2 x hc + hl + cl( ) =
A= 2 1,0.1,0 +1,0.1,0 +1,0.1,0( ) = 6 m2
 
A equação a ser utilizada é: 
dT Tq kA kA
dx L
∆
= − = − 
Rearrajando: 
TL k
q A
∆
= − 
Aplicando os valores: 
 
GABARITO 
QUESTÕES COMENTADAS 
Disciplina TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
Professor (a) MARCO ANTONIO 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
B D E C D A C C C B 
 
 
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TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR (A): MARCO ANTÔNIO 
 
 
L = −kA∆T
q
= −
0,046 W
mºC
.6m2 5− 30( ) ºC
400W
 
L = 0,01725 m 
L =1,725 cm 
 
2. Em uma dia quente e ensolarado, quando tocamos em objetos que estão expostos ao tempo, verificamos que 
uma peça metálica de um carro – o capô metálica por exemplo – parece mais quente que qualquer parte 
plástica, como o para-choques. Esse fato pode ser explicado porque: 
 
a) a massa da parte plástica é menor do que a da capo do carro. 
b) o metal é bem mais denso que o plástico. 
c) o capô é pintado e a tinta é isolante térmico. 
d) o metal é melhor condutor de calor que o plástico. 
e) a liga metálica é isolante térmico. 
Alternativa correta: Letra D. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 1 – Propriedades térmicas – páginas 7 e 8. 
Comentário: Sabemos que os materiais são compostos por a ́tomos que se agrupam para formar moléculas. A 
condução do calor em um meio ocorre graças ao choque entre as moléculas que compõem o material. Elas estão em 
constante agitação térmica e apresentam maiores velocidades quanto maior for a temperatura. Assim, em um material 
em que há diferenças de temperatura em algumas regiões, as colisões entre as moléculas tendem a distribuir 
uniformemente a temperatura, o que resulta em um fluxo de calor de regiões com temperatura mais eleva da para 
regiões com temperatura mais baixa. 
De modo geral, um bom condutor térmico também é um bom condutor elétrico, e vice-versa. Já́ um bom isolante 
térmico também é um bom isolante elétrico, e vice-versa. 
 
3. Um grupo de amigos compra barras de gelo para um churrasco, num dia de calor. Como as barras chegam 
com algumas horas de antecedência, alguém sugere que sejam envolvidas num grosso cobertor para evitar que 
derretam demais. Essa sugestão: 
 
a) é absurda, porque o cobertor vai aquecer o gelo, derretendo-o ainda mais depressa. 
b) é absurda, porque o cobertor facilita a troca de calor entre o ambiente e o gelo, fazendo com que ele derreta ainda 
mais depressa. 
c) é inócua, pois o cobertor não fornece nem absorve calor ao gelo, não alterando a rapidez com que o gelo derrete. 
d) faz sentido, porque o cobertor facilita a troca de calor entre o ambiente e o gelo, retardando o seu derretimento. 
e) faz sentido, porque o cobertor dificulta a troca de calor entre o ambiente e o gelo, retardando o seu 
derretimento. 
Alternativa correta: Letra E. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 1 – Propriedades térmicas – páginas 7 e 8. 
Comentário: O material que constitui qualquer cobertor, possui condutividade térmica baixa, evitando a troca térmica 
entre o gelo e o ambiente exterior . 
 
4. Na instalação de um ar-condicionado na parte superior de um ambiente, como por exemplo num quarto, o 
objetivo é: 
 
a) manter a parte de baixo mais fria que o ar condicionado. 
b) manter a parte de baixo mais quente que o ar condicionado. 
c) que o calor vá para a parte superior e entre no equipamento. 
d) acelerar a produça ̃o de cubos de gelo. 
e) que o frio vá para o ar condicionado. 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificação do conteúdo: Unidade II – O fenômeno da Convecção – página 35. 
 
 
 
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TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR (A): MARCO ANTÔNIO 
 
 
 
Comentário: Devido o resfriamento do fluido (ar) no interior do equipamento, o fluido terá o seu volume reduzido, com 
isso a sua massa especifica (Kg/m3) aumentará. Assim o fluido (ar) mais denso descerá e no caminho trocará calor com 
outros fluidos (ar). Pela a mesma analogia as massas de fluidos mais pesadas subirão e serão resfriados pelo ar 
condicionado. 
 
5. 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 pode ser definido como a relação da geometria do objeto e o gradiente 
de temperatura entre o objeto e o fluido. 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 D. 
Identificação do conteúdo: Unidade III. 
Comentário: Seguem-se as definições: 
UINIDADE III – Equações de convecção livre – página 65: O número de Prandtl representa a razão entre as 
difusividades de momento e térmica. 
UINIDADE III – Equações de convecção livre – página 66: O número de Nusselt relaciona o coeficiente de película da 
convecção à condutibilidade térmica da condução. 
UINIDADE III – Equações de convecção livre – página 65: O número de Grashof relaciona as forças de sustentação de 
um fluido com sua viscosidade. 
UINIDADE III – Equações de convecção livre – página 65: O número de Rayleigh relaciona a geometria do objeto e o 
gradiente de temperatura entre o objeto e o fluido ao longe com a densidade e a viscosidade do fluido. 
UINIDADE II – Equações da camada limite – página 39: O número de Reynolds representa a razão entre as forças de 
inércia e as forças viscosas. 
 
6. Um fluido escoando através de um tubo de 80mm de diâmetro interno, absorve 2.000W de calor, por 6,0 m de 
comprimento. Sabendo-se que a temperatura da superfície do tubo é de 28°C, e considerando um coeficiente 
de transferência de calor por convecção de 3500 W/m2.K, estime a temperatura média do fluido. 
 
a) 24,62 oC 
b) 50,25 oC 
c) 12,34 oC 
d) 30,20 oC 
e) 09,67 oC 
Alternativa correta: Letra A. 
Identificação do conteúdo: Unidade II – Fenômeno da convecção – página 36. 
Comentário: a área de transferência de calor, temos: 
A = pi.D.L = pi.0, 08m.6m=1, 5072m2 
Aplicando-se a equação da transferência de calor por convecção, temos: 
q = h..A(TS −T∞) → T∞ = TS − qh.A
TS = 298K −
2000W
3.500W / m2K.1, 5072m2
TS = 297,62K = 24, 62 oC
 
 
 
 
 
 
 
 
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TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR (A): MARCO ANTÔNIO 
 
 
7. Um trocador de calor e ́ um dispositivo cuja finalidade e ́ possibilitar a troca de calor entre dois fluidos que 
estão a temperaturas diferentes sem que ocorra a mistura entre eles. Uma parede, de elevada condutibilidade 
térmica, separa os dois fluidos, assim a transferência de calor acontece através da parede, permitindo a troca 
de calor entre os fluidos. Nos equipamentos definidos trocadoresde calor, os fenômenos de troca térmica 
estabelecido são: 
 
a) Condução e radiação. 
b) Somente condução. 
c) Convecção e condução. 
d) Somente convecção 
e) Convecção e radiação. 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificação do conteúdo: UINIDADE III: Trocadores de calor – página 68. 
 Comentário: O estudo dos conceitos de convecção e condução de calor estão na aplicação prática dos fenômeno de 
troca térmica, os trocador de calor. 
 
8. A figura abaixo representa um arranjo do tipo de tubo duplo para um trocador de calor. Com isso, podemos 
distinguir que tipos de trocadores de calor? 
 
 
 
 
a) Contato direto. 
b) Regeneradores. 
c) Recuperadores. 
d) Contato neutro 
e) Contato indireto. 
Alternativa correta: Letra C 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 3 – Trocadores de calor – página 68. 
Comentário: Recuperadores – os fluidos do trocador de calor são separados por uma parede. O calor é transferido 
através de cada uido por convecção e através da parede por condução. 
 
9. Uma superfície com área de 0,5 m2, emissividade igual a 0,8 e temperatura de 150oC e ́ colocada no interior de 
uma grande câmara de vácuo cujas paredes são mantidas a 25oC. Determine o fluxo de transferência de calor 
por radiação? Considerar o corpo como sendo cinzento e σ = 5,67.10-8 W/m2K4. 
 
 
 
 
 
 
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TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR (A): MARCO ANTÔNIO 
 
 
a) 6,5 W 
b) 3,4 W 
c) 5,5 W 
d) 2,3 W 
e) 7,3 W 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 4 – Corpo cinzento – página 102. 
Para calcular a taxa de emissão de radiação devemos utilizar a fórmula referente à radiação para uma superfície: 
q = εσ (TSup4 −TV4 )
q = 0,8.5, 67×10−8 W
m2K 4
.(423K − 298K )4
q =11, 07 W
m2
.0, 5m2 = 5, 535W
 
 
10. Em um absorvedor perfeito, toda radiação incidente em um corpo e ́ absorvida por ele, independentemente 
de seu comprimento de onda e da direção de incidência. 
 
A descrição acima refere-se a: 
 
a) Corpo cinza. 
b) Corpo negro. 
c) Corpo opaco. 
d) Corpo real. 
e) Corpo branco. 
Alternativa correta: Letra B. 
Identificação do conteúdo: Radiação de corpos negros – páginas 92. 
Comentário: o corpo negro precisa ser um emissor difuso, ou seja, deve emitir radiação em todas as direções de 
maneira uni forme. Assim, podemos sintetizar a definição de corpo negro nas seguintes características: 
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.