aula06_t11_exercicios

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Exercícios 
 
1- O estudo da condutividade térmica é importante 
em diversas áreas do conhecimento. 
 
Faça uma pesquisa sobre a sua importância na 
construção civil. Cite os principais materiais 
utilizados e discuta as propriedades térmicas de 
cada um deles. 
 
2- A transmissão de calor entre os corpos pode ocorrer por três processos diferentes. 
 Iglu, residência dos esquimós 
 
 
Sobre esses processos considere os seguintes exemplos: 
 
I – A aproximação da mão aberta em frente à chapa do ferro mantido na posição 
vertical; 
II- O toque rápido com o dedo molhado na chapa quente; 
III- O movimento característico, aproximadamente circular, de subida e descida da 
água sendo aquecida em um recipiente de vidro. 
 
Em cada uma das três situações descritas, a transmissão de calor ocorre, 
respectivamente, através de: 
 
 
(a) Radiação, condução, convecção 
(b) Condução, convecção, radiação 
(c) Convecção, condução, radiação 
(d) Radiação, convecção, condução 
(e) Convecção, radiação, convecção 
 
 
3- Uma barra de alumínio de comprimento L = 1,0m tem uma de suas extremidades 
em contato térmico com gelo fundente e outra com vapor de água a 100°C. A barra 
está envolta em amianto para evitar perdas de calor. A secção transversal da barra é 
de 20cm2 e o alumínio tem coeficiente de condutibilidade térmica k = 0,50 
cal/s.cm°C. 
 
Mantido em regime estacionário, podemos afirmar que a massa de gelo que se funde 
em 4.10 3 s será igual a: 
 
(a) 1500g (b) 1000g (c) 500g (d) 0,002g (e) 200g 
 
 
 
 
 
 
 
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4- Os refrigeradores possuem paredes internas constituídas geralmente por poliestireno. 
Supondo que um refrigerador tenha a área interna total igual a 4m2 e espessura de 
20mm, sendo a diferença de temperatura entre o interior e o exterior igual a 20°C, 
utilizando a condutividade térmica do poliestireno k = 0,01W/m-1.k-1, podemos afirmar 
que o calor que flui através dessas paredes no intervalo de uma hora é igual a : 
 
Sendo: 
L
kAHt.HQ
fq 

 
 
(a) 144 KJ (b) 40 KJ (c) 96 KJ (d) 39,1 KJ 
(e) 100KJ 
 
 
5- Um cilindro de cobre de comprimento L= 2,0m e área de secção transversal A = 10 
cm2 é embrulhado com uma manta isolante de lã de vidro e suas extremidades são 
conectadas a recipientes contendo água em ebulição e gelo fundente, sob pressão 
normal. 
 
Calcule o fluxo de calor que o travessa. 
 
Dado: k = 385 W/m.k 
 
 
6- A prata tem coeficiente de condutibilidade térmica aproximadamente igual a 
1cal/s.cm.°C. Uma barra de prata possui comprimento de 20cm e área de secção 
transversal igual a 2cm2. 
 
Colocamos a extremidade A da barra em vapor a 100°C e a extremidade B em gelo 
fundente (Calor latente de fusão do gelo, L = 80 cal/g). 
 
(a) Determine o fluxo de calor através da barra. 
(b) Determine a massa de gelo que se funde em 8 minutos. 
 
 
7- Uma chapa de cobre de 2,0cm de espessura e 1,0m2 de área tem suas faces 
mantidas a 100°C e 20ºC. Admita que o regime é estacionário. 
 
Sabendo que a condutibilidade térmica do cobre é de 320kcal/h.m.°C, determine: 
 
(a) O fluxo de calor que atravessa a chapa de cobre. 
(b) A quantidade de calor que atravessa a chapa em 0,5 horas. 
 
 
 
 
 
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8- Nesta aula citamos o funcionamento de um refrigerador convencional, mas atualmente 
temos os refrigeradores que funcionam com o sistema frost free (livre do gelo). 
 
Faça uma pesquisa sobre o fluxo de calor nesses eletrodomésticos 
 
 
9- As grandes capitais, como São Paulo, Tóquio e Nova York, entre outras, sofrem com 
o fenômeno da inversão térmica que ocorre quando os poluentes emitidos pelos 
veículos e indústrias não conseguem se dispersar. 
 
Faça uma breve pesquisa sobre esse problema e investigue se a inversão térmica pode 
ocorrer em qualquer região do planeta. Será que regiões com florestas e lagos sofrem 
com isso? 
 
 
10- O aquecedor solar é um sistema simples que utiliza a radiação, a convecção e a 
condução térmica para o aquecimento de residências e da água. 
 
Faça uma pesquisa sobre os coletores solares, abordando as transferências de calor 
envolvidas nesse processo térmico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Respostas: 
 
1 – Avaliação a critério do tutor 
 
2 – (a) Radiação, condução, convecção 
 
3 – (c) 500g 
 
4 – (a) 144 kJ 
 
5 –19,25 W 
 
6 – (a) (Resp. Q = 6,4.105kcal); (b) (Resp. H = 1,28.106 kcal/h) 
 
7 – (a) (Resp. 10 cal/s); (b) (Resp. 60g) 
 
8- A critério do tutor. 
 
9 – A critério do tutor. 
 
10 - A critério do tutor.