Unidade 04 Exercícios Propostos

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Unidade 04 
 
 
Exercícios Propostos 
 
 
 
 
 
Fenômenos de Transporte 
 
 
 
 
Conceitos e Definições 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Definir oque é transferência de calor e quais são as formas clássicas de transferência de calor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. A parede de um forno industrial é construída de tijolo refratário com espessura de 0,15m e 
condutividade térmica de 1,7w/mºc. Medições realizadas em regime estacionário revelaram 
temperaturas de 1250ºc e 1150ºc nas superfícies internas e externas das suas paredes, 
respectivamente. Determinar a taxa de perda de calor em (W) através das suas paredes considerando 
dimensões de (0,5 x 3,0)m? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Uma tubulação de vapor sem isolamento térmico passa através de uma sala onde o ar e a parede 
encontram-se a 25ºc. O diâmetro externo do tubo é de 6in, a temperatura de sua superfície está a 
200ºc e apresenta emissividade de 0,8. Se o coeficiente associado com a transferência de calor por 
convecção natural na superfície do tubo para o ar é de 15w/m2ºc, qual a taxa de perda de calor por 
metro de comprimento de tubo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. (Petrobrás - 2011) - Considerando-se os modos de transferência de calor, estão corretas as 
afirmativas abaixo, EXCETO a seguinte: 
 
(A) um corpo negro absorve toda a radiação incidente sobre ele. 
(B) alumínio em folhas, madeira e água estão citados em ordem crescente de emissividade, 
quando se encontram a 300 K. 
(C) a radiação emitida por um corpo negro representa a quantidade máxima de radiação que pode 
ser emitida por uma superfície em uma determinada temperatura, sendo uma condição ideal que 
serve como referência. 
(D) Da lei de Kirchoff conclui-se que quando um corpo é bom emissor de radiação, também é um 
bom absorvedor de radiação, ou seja, um corpo que é um bom absorvedor, necessariamente será 
um refletor deficiente. 
(E) a transferência de calor através do vácuo só ocorre por radiação e convecção, já que a 
condução exige a presença de um meio para ocorrer. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. Explicar e discutir equação de Fourier da transferência de calor por condução, o respectivo princípio 
e/ou processo de transferência de energia na condução. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. A superfície de uma placa de aço polido com emissividade  = 0,07, de 8m² de superfície, é mantida 
a uma temperatura de 150°c. O ar, bem como o ambiente que a cerca, se encontra a uma temperatura 
de 25°c. Calcular a taxa de transferência de calor trocado por radiação, entre a placa e o ar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ts = 150
oC
A = 8 m2
T = 25
oC
 
 
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7. A resistência elétrica de um chuveiro é fabricada com fio de resistência elétrica “Kanthal” de 
condutividade térmica 19w/mºc e 3mm de diâmetro. Através do fio passa uma corrente elétrica de 
200A. A resistividade do fio de material especial é igual a 70   cm. O fio tem um comprimento de 
1m. O chuveiro deve funcionar e manter a temperatura da água em 45ºc. Considerando que o 
coeficiente de transferência de calor por convecção entre a superfície do fio e água é de 40w/m2ºc, 
determinar a temperatura na superfície do fio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8. (Petrobrás - 2006) - Em relação ao processo de troca de calor através de radiação, afirma-se que: 
 
I - segundo a Lei do Deslocamento de Wien, para cada temperatura existe um 
comprimento de onda para o qual a energia emitida por radiação é máxima. 
II - o fator de forma de radiação é uma grandeza adimensional; 
III - uma superfície cinzenta absorve mais energia radiante do que uma superfície negra; 
IV - a troca de calor radiante entre duas superfícies negras é função apenas das 
temperaturas de cada superfície. 
 
Estão corretas apenas as afirmações: 
 
(A) I e II 
(B) I e III 
(C) I e IV 
(D) II e III 
(E) II e IV 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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9. Discutir o significado da propriedade “Condutividade Térmica” e apresentar em ordem decrescente a 
condutividade térmica 05 materiais isolantes e condutores diferentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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10. Um tubo que transporta vapor passa por um ambiente cuja temperatura média é de 24°c. O diâmetro 
externo do tubo é 70mm e a temperatura de sua superfície alcança 200°c. Se a emissividade da 
superfície externa do tubo é  = 0,8, determine a transferência de calor por radiação do tubo para o 
ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TS = 200
oC
D = 70mm
L
 
 
12 
11. Gases quentes de produtos de combustão de uma churrasqueira é construída com tijolo de 15cm de 
espessura. O tijolo possui uma condutividade térmica de 1,2w/mºc. Em condições funcionamento em 
regime estacionário a temperatura da superfície interna da parede da churrasqueira encontra-se a 
250ºc. A transferência de calor por convecção natural entre a parede externa da chaminé e o ambiente 
externo é de 20w/m2ºc. Determine a temperatura na parede externa da chaminé sabendo-se que a 
temperatura do ambiente externo encontra-se a 30ºc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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12. (Petrobrás - 2006) - No interior de um forno industrial encontram-se duas peças que trocam calor 
por radiação entre si. A taxa de transferência de calor entre esses dois corpos pode ser determinada 
com precisão pela temperatura e pela: 
 
 (A) condutividade térmica dos doiscorpos. 
(B) condutividade térmica e pela espessura dos dois corpos. 
(C) emissividade, pelo fator de forma, pela constante de Boltzmann e pela área dos dois 
corpos. 
(D) emissividade e pela área dos dois corpos. 
(E) emissividade e pela condutividade térmica dos dois corpos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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13. Explicar e discutir equação de resfriamento de Newton da transferência de calor por convecção, o 
respectivo princípio e/ou processo de transferência de energia na convecção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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14. Em uma central nuclear, a água de refrigeração passa por uma tubulação que contém, no seu interior, 
o tubo onde se encontra o combustível nuclear. Se a parede do cilindro interno, que tem uma 
emissividade de 0,19, se encontra a uma temperatura de 500 K, e a parede interna do cilindro externo, 
que tem uma emissividade de 0,24, se encontra a uma temperatura de 350 K, qual a transferência de 
calor por radiação, por metro de comprimento de tubo? O tubo interno têm um diâmetro de 7cm, e o 
externo, 12cm. Desconsidere a presença da água passando entre os tubos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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15. Uma câmara fria tem dimensões retangulares de (1,5 x 1,5 x 1,5)m. Qual deve ser a espessura de 
isolamento á base de espuma de poliestireno (k=0,030 w/mºc) que deve ser aplicado nas paredes 
laterais, fundo, teto e porta da câmara fria para garantir que a taxa de fluxo de calor que passa pelas 
paredes da câmara fria seja de 25w/m2, em condições de regime permanente. As superfícies internas 
e externas da câmara fria devem ser mantidas respectivamente na temperatura de (–25ºc e 35ºc). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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16. (Termorio - 2009) - Que modo de transferência de calor abrange a transferência de energia em 
virtude do movimento molecular aleatório associado a transferência de energia através do movimento 
global ou macroscópico de um fluido? 
 
(A) Condução. 
(B) Convecção. 
(C) Condensação. 
(D) Radiação. 
(E) Sublimação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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17. Discutir e apresentar os diferentes processos de transferência de calor por convecção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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18. Duas grandes placas paralelas, uma delas na temperatura uniforme de 500ºc e a outra a 1000ºc estão 
separadas por um gás inerte. Admitindo-se que as placas sejam emissores perfeitos e que a convecção 
é desprezível, determine a taxa de troca de calor entre as mesmas por metro quadrado de placa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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19. Uma esfera de 10cm de diâmetro está suspensa dentro de uma grande câmara evacuada também 
esférica cuja parede interna é mantida a 200ºc. Se a superfície da esfera tem emissividade de 0,85 e é 
mantida a 600ºc, desprezando efeitos de convecção, determine a taxa de perda de calor da esfera para 
as paredes da câmara. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
20. (Transpetro - 2012) - A emissividade, ε, é uma propriedade da superfície que indica a eficiência da 
superfície irradiante. O intervalo que compreende tal parâmetro é dado por 
 
(A) −1,0 ≤ ε ≤ 1,0 
(B) −0,5 ≤ ε ≤ 0,5 
(C) 0 ≤ ε ≤ 0,5 
(D) 0 ≤ ε ≤ 0,7 
(E) 0 ≤ ε ≤ 1,0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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21. Discutir o significado da propriedade “Coeficiente de Convecção” e apresentar em ordem 
decrescente o coeficiente de convecção de 05 líquidos e gases diferentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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22. Uma tubulação perde calor por convecção para o ambiente interno e por radiação para as paredes do 
local onde a tubulação passa. A tubulação tem 20m de comprimento e 10cm de diâmetro externo. A 
temperatura do ambiente interno encontra-se a 5ºc e a temperatura da parede externa da tubulação é 
mantida em 350ºc. Sabendo-se que o coeficiente de transferência de calor por convecção entre a 
superfície externa da tubulação e o ambiente é de 15w/m2ºc e admitindo-se condições de corpo negro. 
Determinar a taxa de perda de calor total perdido pela parede da tubulação? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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23. Uma placa muito fina e delgada de cobre com condutividade térmica de 385 w/mºc é perfeitamente 
isolada em uma de suas faces impedindo a transferência de calor através da mesma. A outra face 
recebe um fluxo de calor de radiação de 1500 w/m2. O coeficiente de convecção entre a placa e o 
ambiente que está na temperatura de 42ºc é de 15 w/m2c. Nas condições de regime permanente 
determinar a temperatura da placa de cobre. 
 
 Parede Delgada de cobre 
 
 Parede Isolante 
 
Fluxo de calor de Radiação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
24. (INSS 2014) - Considere as seguintes afirmativas acerca de conceitos de transferência de calor: 
 
I – No modo de transferência de calor denominado Condução, a troca de calor ocorre de 
uma região de baixa temperatura para uma região de alta temperatura. 
II – Fluxo de calor é a quantidade de energia transferida por unidade de área. 
III – Na Convecção, a transferência de calor ocorre entreum fluido e um corpo sólido. 
IV – A radiação térmica emitida por um corpo é transmitida no espaço por meio de ondas 
eletromagnéticas. 
 
Assinale a alternativa que corresponde às afirmativas verdadeiras. 
 
A) III e IV 
B) II, III e IV 
C) II e III 
D) I e II 
E) I, II, III e IV 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
25. Discutir e explicar a analogia entre circuito térmico e circuito elétrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
27 
26. Água no interior de uma panela é aquecida utilizando um ebulidor elétrico. A água é mantida na 
temperatura de 95ºc. O coeficiente de convecção da água é de 50w/m2c. A parede da panela é feita 
de chapa delgada de cobre. Determinar a temperatura da parede da panela sabendo-se que a 
temperatura do ar na parte externa da parede da panela encontra-se a 25ºc com coeficiente de 
convecção de 5w/m2c. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
27. Um tubo longo com 10cm de diâmetro externo conduz vapor d'água. O tubo encontra-se em uma 
casa de máquinas, onde a temperatura ambiente é 25°C. Em condições de regime estacionário a 
temperatura da parede externa do tubo é de 120°C. Calcule a taxa de transferência de calor total do 
tubo para o ambiente. O comprimento total de tubo que percorre a casa de máquinas é de 6m. A 
emissividade do tubo é 0,7 e o coeficiente de transferência de calor por convecção para essa situação 
é de 8,5 W/m².K. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
28. (Policia Civil – RJ) - A equação para a transferência de calor por condução unidimensional, em 
regime permanente, propriedades constante é dado por: 
 
 
 𝑞𝑥 = −𝑘𝐴
𝑑𝑇
𝑑𝑥
 
 
Sendo qx o calor transferido por condução por unidade de tempo, é correto a afirmação de que 
k, existente no segundo membro da equação representa: 
 
 
(A) Gradiente de temperatura na seção. 
(B) Fator de transmissividade. 
(C) Condutividade térmica do material. 
(D) Constante de Boltzmann. 
(E) Taxa de transmissão de calor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
30 
29. Explicar e discutir equação de Stefan-Boltzmann da transferência de calor por radiação, o respectivo 
princípio e/ou processo de transferência de energia na radiação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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30. Uma esfera de 40cm de raio é aquecida internamente por um dispositivo de aquecimento elétrico 
indutivo fornecendo uma potência em regime permanente de 450W. A esfera perde calor por 
convecção para o ambiente. Sabendo-se que a diferença de temperatura entre a parede externa da 
esfera e o ambiente é de 50ºc, determinar o coeficiente de convecção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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31. Um corpo cuja superfície externa tem área 0,5m², emissividade 0,8 e temperatura 150°C é colocado 
em uma câmara evacuada, muito maior que o corpo. As paredes da câmara evacuada são mantidas a 
25°C. Determinar: 
 
a) A taxa de emissão de radiação do corpo? 
b) A taxa de troca líquida de radiação entre o corpo e as paredes da câmara? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
32. (Transpetro 2012) - O coeficiente de transferência de calor presente na equação que corresponde à 
lei do resfriamento de Newton não é uma propriedade termodinâmica. Esse coeficiente é um 
parâmetro: 
 
(A) Teórico que incorpora a troca de calor radiante entre o escoamento e a superfície, as 
propriedades do fluido e a emitância do corpo envolvido. 
(B) Teórico que incorpora a natureza do padrão de escoamento próximo à superfície, o 
poder de absorção do fluido e a emitância do corpo envolvido. 
(C) Teórico que incorpora a natureza do padrão de escoamento próximo à superfície, o 
poder de absorção do fluido e a geometria do corpo envolvido. 
(D) Empírico que incorpora a natureza do padrão de escoamento próximo à superfície, as 
propriedades do fluido e a geometria do corpo envolvido. 
(E) Empírico que incorpora a troca de calor radiante entre o escoamento e a superfície, o 
poder de absorção do fluido e a geometria do corpo envolvido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
33. Discutir o significado da propriedade “Emissividade” e apresentar em ordem decrescente a 
emissividade de 10 materiais diferentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
34. Uma placa lisa encontra-se na temperatura de 90ºc. A placa está em contato com um fluido mantido a 
uma temperatura média de 25ºc. Sendo o coeficiente de convecção entre a placa e o filme de fluido 
igual a 200w/m2c, determinar a transferência de calor por metro quadrado da placa durante o tempo 
de 5 horas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
35. Um recipiente esférico metálico com parede delgada é usado para armazenar oxigênio líquido na 
temperatura de (-) 220ºc. O recipiente possui um diâmetro de 0,6m e é coberto por uma camada de 
um isolamento térmico composto de pó de sílica com vácuo nos interstícios que apresenta uma 
condutividade térmica de 0,025w/mc. O isolamento possui espessura de 50mm, e a sua superfície 
externa está exposta ao ar ambiente onde a temperatura encontra-se a 27ºc. O coeficiente de 
transferência de calor por convecção do ar é conhecido e vale 20w/m2c. O calor latente de 
vaporização e a massa especifica do oxigênio líquido são respectivamente 2,0x103 j/kg, determinar: 
a) A taxa de transferência de calor para o oxigênio líquido; 
b) A taxa mássica perdida de oxigênio; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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36. (Concurso –Petrobrás 2011) - Duas grandes placas paralelas finas, cujas superfícies podem ser 
consideradas corpos negros, estão separadas por uma distância de 2cm e trocam calor entre si por 
condução e radiação. Admita que: 
 
• Uma das placas está a T1 = 400 K, enquanto a outra está a T2 = 300 K; 
• O espaço entre elas é ocupado pelo ar (kar = 0,02 W/m.K); 
• As correntes de convecção natural envolvidas são desprezíveis. 
 
Considerando que a taxa de transferência de calor por radiação entre as placas por unidade de área 
é de 300W/m2, a taxa de transferência de calor total entre as placas por unidade de área, em W/m2, 
corresponde a: 
 
(A) 350 
(B) 400 
(C) 450 
(D) 500 
(E) 550 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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37. Apresentar e discutir a lei do deslocamento de Wien e a lei de Kirchoff. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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38. Uma secadora utiliza ar secar roupa. O ar da secadora é aquecido por uma resistência elétrica que 
utiliza uma chave TERMO-ESTÁTICA para controle de potência fornecida para a resistência elétrica 
limitada á temperatura máxima requerida no processo. A chave TERMO-ESTÁTICA encontra presa a 
uma junta isolante que por sua vez se encontra montada sobre a parede do secador. A chave TERMO-
ESTÁTICA é delgada e foi projetada para abrir na temperatura de 150ºc. Determinar a potência a ser 
fornecida para a resistência elétrica de tal modo que a temperatura do ar da secadora seja também 
controlada e mantida na temperatura máxima de 60ºc. Nas condições de regime permanente o 
coeficiente de transferência de calor por convecção entre o ar e a área exposta da chave TERMO-
METÁLICA é de 25w/m2ºc. A área da chave TERMO-ESTÁTICA é de (800 x 650)cm. 
 
 
 Parede da Secador 
 
 
 
 
 Junta Isolante 
 
 
 
 
 
Chave Termo-estática Resistência Elétrica 
 Corrente de Ar Tmáx=60 ºc 
 TTemperatura de aberturada chave = 150 ºc 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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39. Um sistema de vácuo utilizado na refrigeração de semicondutores de micro–circuitos eletrônicos é 
mostrado abaixo. O sistema é composto por uma base plana de diâmetro 0,85m, com emissividade de 
0,70 mantida a 600ºc por um sistema de aquecimento elétrico. Um invólucro tem sua parede mantida 
na temperatura de 40ºc por uma camisa de refrigeração alimentada com nitrogênio líquido. A base do 
sistema encontra-se isolada termicamente no seu lado inferior. 
 
 Determinar: 
 A potência que deve ser fornecida ao aquecedor da base do sistema de vácuo em condições 
de regime estacionário; 
 A vazão em massa de nitrogênio líquido que deve circular na camisa de refrigeração, 
sabendo-se que o calor de vaporização do nitrogênio é de 125Kj/kg. 
 
 
 Parede do Sistema Camisa com Nitrogênio 
 
 
 
 Vácuo 
 
 
 
 q Radiação 
 Saída de N2 Entrada de N2 
 
 
 
 Base do Sistema Aquecedor 
 Elétrico 
 Isolante 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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40. A parede interna de um forno industrial possui 10cm de espessura e encontra-se a uma temperatura 
de 930°C. O lado externo é resfriado por uma corrente de ar a uma temperatura de 30°C e coeficiente 
de convecção igual a 20w/m2C .Considerando que a condutividade térmica da parede do forno vale 
1,0w/mC. 
O circuito térmico para essa configuração, utilizando o fluxo de calor por unidade de área, é: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Qual das alternativas abaixo representa o fluxo de calor por unidade de área através da parede 
composta: 
 
(A) 3500w/m2. 
(B) 8350w/m2. 
(C) 6000w/m2. 
(D) 1800w/m2. 
(E) Nenhuma das alternativas acima. 
 
 
R1 R2 
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