L.M.M 2 lista de fenomeno

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1) Verifique quais das alternativas abaixo são corretas : 
a) Na condução o calor passa de um ponto para outro sem movimentação desse meio. 
b) Na radiação o calor s e transmite por partículas do meio, que se movimentam de um local para outro. 
c) O calor é a energia que passa do mais frio para o mais quente. 
d) A transmissão de calor por radiação ocorre com o contado físico entre os corpos. 
e) Na convecção, não ocorre passagem de energia de um corpo para outro, mas movimento de partículas, levando consigo a energia de uma posição para outra. Por isso, a convecção não pode ocorrer no vácuo. 
f) A transmissão de calor por condução ocorre com a passagem de energia de molécula para molécula sem 
que elas sejam deslocadas. 
g) Os metais não são bons condutores porque não possuem os elétrons externos ligados, tornando - se livre s 
para transportar energia por meio de colisões entre os metais. 
h) Na radiação o calor se transfere pelo espaço sob a forma de radiação infravermelha. 
i ) As roupas escuras são mais absorventes do que as claras. Por isso, no inverno, usam- se roupas escuras; 
no verão dá- se preferência às roupas claras. 
j) Quando uma certa massa de um fluído é aquecida, suas moléculas passam a mover mais rapidamente 
afastando- se uma das outras. Essa forma de transmissão de calor é chamada convecção. 
 
2) Uma parede de um forno é constituída de duas camadas em série: 0,20 m de tijolo refratário (k = 1,2 kcal/h.m.°C) e 0,13 m de tijolo isolante (k = 0,15 kcal/h.m.°C). A temperatura da superfície interna do refratário é 1675 °C e a temperatura da superfície externa do isolante é 145 °C. Desprezando a resistência térmica das juntas de argamassa. calcule: 
a) o calor perdido por unidade de tempo e por m² de parede;
b) a temperatura da interface refratário/isolante.
3) Uma panela com agua esta sendo aquecida num fogao. O calor das chamas se transmite atraves da parede do fundo da panela para a agua que esta em contato com essa parede e dai para o presenteda agua. Na ordem desta descrição ,o calor se transmitiu predominantemente por;
a)radiação e convecção 
b)radiação e condução
c)convecção e radiação
d)condução e convecção
e)condução e radiação
4) A transmissão de calor por convecção só é possível: 
a) no vácuo 
b) nos sólidos 
c) nos líquidos 
d) nos gases 
e) nos fluidos em geral. 
5) Assinale a alternativa correta : 
a) A condução e a convecção térmica só ocorrem no vácuo. 
b) No vácuo, a única forma de transmissão do calor é por condução. 
c) A convecção térmica só ocorre nos fluidos, ou seja, não se verifica no vácuo nem em materiais no 
estado sólido. 
d) A radiação é um processo de transmissão do calor que só se verifica em meios sólidos. 
e ) A condução térmica só ocorre no vácuo; no entanto, a convecção térmica se verifica inclusive 
m matérias no estado sólido. 
6) Uma fornalha industrial tem parede de tijolo refratário com 0,2 m de espessura e k = 1,0 W / m°.C . Esta 
parede é revestida externamente com uma camada isolante de k = 0,007 W/ m.°C. A superfície interna da 
fornalha está a 980ºC e a externa a 38ºC . Determine a espessura do isolante que permite um fluxo de calor 
de 900 W/ m². 
7) Uma parede de um forno é constituída de duas camadas : 0,20 m de tijolo refratário (k =1,2 kcal/h.m.oC) e 0,13 m de tijolo isolante (0,15 kcal/h.m.oC). A temperatura dos gases dentro do forno é 1700oC e o coeficiente de película na parede interna é 58 kcal/h.m2.oC. A temperatura ambiente é 27 oC e o coeficiente de película na parede externa é 12,5 kcal/h m2 oC. Desprezando a resistência térmica das juntas de argamassa, calcular :
a) o fluxo de calor por m2 de parede;
b) a temperatura nas superfícies interna e externa da parede.
8) A parede de um edifício tem 30,5 cm de espessura e foi construída com um material de k = 1,31 W/m.K. Em dia de inverno as seguintes temperaturas foram medidas : temperatura do ar interior = 21,1 oC; temperatura do ar exterior = -9,4 oC; temperatura da face interna da parede = 13,3 oC; temperatura da face externa da parede = -6,9 oC. Calcular os coeficientes de película interno e externo à parede.
9)Um reator de paredes planas foi construído em aço inox e tem formato cúbico com 2 m de lado. A temperatura no interior do reator é 600 oC e o coeficiente de película interno é 45 kcal/h.m2.oC. Tendo em vista o alto fluxo de calor, deseja-se isola-lo com lã de rocha ( k= 0,05 kcal/h.m.oC) de modo a reduzir a transferência de calor. Considerando desprezível a resistência térmica da parede de aço inox e que o ar ambiente está a 20oC com coeficiente de película 5 kcal/h.m2.oC, calcular :
a) O fluxo de calor antes da aplicação do isolamento;
b) A espessura do isolamento a ser usado, sabendo-se que a temperatura do isolamento na face externa deve ser igual a 62 oC;
c) A redução (em % ) do fluxo de calor após a aplicação do isolamento.
10)No interior de uma estufa de alta temperatura os gases atingem 650 oC. A parede da estufa é de aço, tem 6 mm de espessura e fica em um espaço fechado em que há risco de incêndio, sendo necessário limitar a temperatura da superfície em 38 oC. Para minimizar os custos de isolação, dois materiais serão usados: primeiro um isolante de alta temperatura (mais caro), aplicado sobre o aço e, depois, magnésia (menos caro) externamente. A temperatura máxima suportada pela magnésia é 300 oC. Conhecendo os dados abaixo, pede-se:
a) Especifique a espessura ( em cm ) de cada material isolante.
DADOS:
temperatura ambiente : 20 oC
coeficiente de película interno : 490 Kcal/h.m2.oC
coeficiente de película interno : 20 Kcal/h.m2.oC
condutividade térmica do aço : 37,25 Kcal/h.m.oC
condutividade térmica do isolante de alta temperatura : 0,0894 Kcal/h.m.oC
11) Sobre a transmissão de calor por condução, é correto afirmar que:
a) ocorre somente nos sólidos;
b) pode ocorrer no vácuo;
c) caracteriza-se pela transmissão de calor entre partículas em razão da diferença de temperatura;
d) caracteriza-se pelo transporte de matéria entre regiões de um fluído em razão da diferença de densidade.
12) Observe as afirmações a seguir:
O Sol aquece a Terra por meio do processo de _____________ térmica;
As panelas são feitas de metal porque esses materiais têm maior capacidade de transmissão de calor por _______________;
Os aparelhos de ar-condicionado devem ficar na parte superior de uma sala para facilitar o processo de __________________.
As palavras que completam as frases acima corretamente de acordo com os princípios físicos dos processos de transmissão de calor são, respectivamente:
a) condução, convecção, irradiação;
b) convecção, irradiação, condução;
c) irradiação, convecção, condução;
d) irradiação, condução, convecção;
e) condução, irradiação, convecção.
13)  A parede plana de um tanque para armazenagem de produtos químicos é constituída de uma camada interna à base de carbono ( k = 10 Kcal/h.m.oC ) de 40 mm de espessura, uma camada intermediária de refratário ( k = 0,14 Kcal/h.m.oC ) e um invólucro de aço ( k =45 Kcal/h.m.oC ) com 10 mm de espessura. Com a superfície interna da camada carbono a 190 oC e o ar ambiente a 30 oC, a temperatura da superfície externa do aço não deve ser maior que 60 oC por motivos de segurança do trabalhadores. Considerando que o coeficiente de película no ar externo é 12 Kcal/h.m2.oC, determine :
a) a espessura mínima do refratário;
b) a temperatura da superfície externa do aço se a camada de refratário for trocada por uma de isolante ( k = 0,03 Kcal/h.m.oC ) de mesma espessura.
14)  Após dois anos de trabalho, o isolamento térmico de um forno retangular deverá ser substituído. Um dos engenheiros do setor, recomenda um isolante de condutividade igual a 0,045 kcal/h.m.oC, vendido em placas de 2 cm de espessura; outro engenheiro é de opinião que poderia ser usado um outro isolante de k igual a 0.055 kcal/h.m.oC em placas de 4cm de espessura. Sabe-se que por razões de ordem técnica, o fluxo de calor através da parede do forno deve ser mantido constante e igual a 350 kcal/h.m2 e que as temperaturas de trabalho são 800 oC e 25 oC, respectivamente, face interna do isolante e no ambiente. Sabendo-se que o coeficiente de película do ar no ambiente é 20 Kcal/h.m2.oC, pede-se :
a) o número de placas de isolante em cada caso;
b) o tipo de isolante que você recomendaria sabendo que o isolante de maior espessura tem preço por m2 35% maior.
15) O interior de um refrigerador, cujas dimensões são 0,5 x 0,5 m de área da base e 1,25 m de altura, deve ser mantido a 4 oC. As paredes do refrigerador são construidas de duas chapas de aço ( k= 36 kcal/h.m.oC ) de 3 mm de espessura, com 65 mm de material isolante (k=0,213 kcal/h.m.oC) entre elas. O coeficiente de película da superfície interna é 10 kcal/h.m.oC, enquanto que na superfície externa varia de 8 a 12,5 kcal/h.m.oC. Calcular :
a) A potência ( em HP ) do motor do refrigerador para que o fluxo de calor removido do interior da geladeira mantenha a temperatura especificada, numa cozinha cuja temperatura pode variar de 20 a 30 oC;
b) As temperatura das superfícies interna e externa da parede.
16)As paredes de uma câmara frigorífica são constituídas de uma placa de cortiça moída de 10 cm de espessura (k = 0,037 kcal/mhoC), comprimida entre 2 placas de madeira (k = 0,092 kcal/mhoC) de 1,3 cm de espessura. Calcular o fluxo de calor em kcal/m2h se a superfície interna estiver a 12oC e a externa a 28oC. Calcular também a temperatura da interface entre a placa externa e a cortiça.
2)1480,6 Kcal/h 1674,47°C
3)d
4)e
5)c
6)
07)a)1480,6 kcal/h b)1675°C 145°C
08)a)11,12 W/m²K b)34,72 W/m²K
09)a)62640 kcal/h b)5040kcal/h 12,73cm c)91%
10)4,88cm 8,67cm
11)c
12)d
13)50mm b)37,6°C
14) a)placa A 5 placa B 3 b) placa B
15)
16) Q = 13,3989 kcal/m2h; b) t” = 26,11oC