LISTA DE EXERCÍCIOS 1 FT2

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LISTA DE EXERCÍCIOS FENÔMENOS DE TRANSPORTE 2 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
 
1. Um mergulhador está utilizando sua roupa de mergulho que é composta por uma 
camada de borracha (de espessura de 3.2 mm e condutividade térmica 0.17 (SI)) 
aplicada sobre o tecido (de espessura de 6.4 mm e condutibilidade 0.035 
(W/moC)) a qual permanece em contato direto com a pele. Vamos assumir que 
a pele está a uma temperatura de 27oC e a superfície externa da borracha a uma 
temperatura de 15oC. A área corporal do mergulhador é de 4,1m2, calcular a 
energia dissipada em uma hora. dica: Podemos empregar as equações para 
paredes planas já que as espessuras da roupa de mergulho são pequenas em 
relação à curvatura das várias partes do corpo humano. 
 
2. Considerando um vidro plano, com coeficiente de condutibilidade 
térmica 0,00183 cal/s*cm*°C, tem uma área de 1000 cm² e espessura de 
3,66mm. Sendo o fluxo de calor por condução através do vidro de 2000 calorias 
por segundo, calcule a diferença de temperatura entre suas faces. 
 
3. Na condução de calor a lei de Fourier estabelece que a taxa de transferência de 
calor, através de uma parede seja diretamente proporcional à área da parede 
transversal ao fluxo; diretamente proporcional à diferença de temperatura entre 
as duas faces da parede e inversamente proporcional à espessura da parede. 
Responda: 
a) De que depende a constante de proporcionalidade na lei de Fourier? 
b) Qual a unidade da taxa de transferência de calor usualmente empregada? 
E do Fluxo de calor? 
c) Usando o conceito de "ar quente" e "ar frio", explique porque o congelador 
de uma geladeira deve ser colocado na parte de cima do aparelho. 
 
4. Qual o poder emissivo de um corpo quando está a 727oC e quando está a 
1340,6oF, sabendo que sua emissividade é: Dado: constante de Boltzmann é 
5,67.10-8 SI) 
a) e = 0,7 
b) b) e = 1 (Obs.: todo corpo de emissividade = 1 é chamado de corpo negro) 
 
5. Uma tubulação de vapor sem isolamento térmico passa através de uma sala 
onde o ar e as paredes se encontram a 25ºC. O diâmetro externo do tubo é de 
70 mm, a temperatura de sua superfície é de 200ºC e sua emissividade é de 0,8. 
Quais são o poder emissivo e a irradiação da superfície? Se o coeficiente de 
transferência por convecção natural da superfície com o ar é de 15 W/m²K, qual 
a taxa de calor perdida pela superfície do tubo? 
 
6. Uma parede de um forno é constituída de duas camadas: 0,20 m de tijolo 
refratário (k = 1,2 kcal/h.m.o C) e 0,13 m de tijolo isolante (k = 0,15 kcal/h.m.o 
C). A temperatura da superfície interna do refratário é 1675 o C e a temperatura 
da superfície externa do isolante é 145 o 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. 
 
 
 
 
 
 
 
7. 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 = 21,1oC; temperatura do ar exterior = -9,4oC; 
temperatura da face interna da parede = 13,3oC; temperatura da face externa da 
parede = -6,9oC. Calcular os coeficientes de película interno e externo à parede. 
 
 
 
 
 
8. Um tanque de formato cúbico é utilizado para armazenar um produto químico a 
210oC, com coeficiente de película de 80 W/m2 .°C. A parede do tanque é 
constituída de uma camada interna à base de carbono (k = 22 W/m.K ) de 40 
mm de espessura, uma camada intermediária de refratário (k = 0,212 W/m.K ) e 
um invólucro de aço (k = 60 W/m.K) com 10 mm de espessura. Por motivo de 
segurança dos trabalhadores, a temperatura da superfície externa do aço não 
deve ser maior que 60 °C. Considerando que a temperatura ambiente é 30 °C, 
com coeficiente de película externo de 20 W/m2.K, determine: a) a espessura 
mínima do refratário para atender a condição de segurança; b) a temperatura da 
superfície externa do aço se a camada de refratário for substituída por uma de 
isolante (k = 0,0289 W/m.K) de mesma espessura. 
Obs.:Considerar uma área unitária de parede A = 1m².