Exercício transferencia de calor parte 2 convecção

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Exercícios – convecção – Transferência de calor
1) Uma corrente de 5A passa através de um resistor que tem tensão medida de 6V. O resistor é cilíndrico, com 2,5 cm de diâmetro e 15 cm de comprimento, e tem temperatura uniforme de 90oC, enquanto a temperatura do ambiente é 20oC. Assumindo apenas troca de calor por convecção, o coeficiente de convecção será de aproximadamente,
A) 39 W/m2K		B) 3,9 W/m2K	C) 394 W/m2K	D) 360 W/m2K
E) 36 W/m2K
2) Ar quente a 80oC é soprado de uma longa placa de 2 m x 4 m, a 30oC. Considerando que o coeficiente médio de transferência de calor por convecção é 55 W/m2K, determine a taxa de transferência de calor para a placa.
A) 22 W	B) 220 W	C) 2220KW	D) 2,2W	E)22 kW
3) A temperatura de ebulição do nitrogênio em pressão atmosférica no nível do mar (1 atm) é -196oC. Por isso, o nitrogênio é comumente usado em estudos científicos em baixa temperatura, já que a temperatura do nitrogênio líquido em tanque aberto para atmosfera se mantém em -196oC até acabar o nitrogênio líquido no tanque. Qualquer transferência de calor do tanque resultará em evaporação de nitrogênio líquido, que tem calor de vaporização de 198 kJ/kg e densidade de 810 kg/m3 a 1 atm. Considere um tanque esférico de 4 m de diâmetro, inicialmente cheio de nitrogênio a 1 atm e -196oC. O tanque é exposto ao ar ambiente a 20oC com um coeficiente de transferência de calor de 25W/m2K. A temperatura do tanque esférico de casa fina é quase a mesma do nitrogênio no interior. Ignorando qualquer troca de calor por radiação, determine a taxa de evaporação do nitrogênio líquido no tanque como resultado da transferência de calor do ar ambiente.
A) 137 kg/s	B) 13,7 kg/s	C) 0,137 kg/s	 D) 1,37 kg/s	E) 1370 kg/s
4) Um transistor com altura de 0,4 cm e 0,6 cm de diâmetro é montado sobre uma placa de circuito. O transistor é resfriado com ar fluindo sobre ele com coeficiente médio de transferência de calor de 30 W/m2K. Considerando que a temperatura do ar é de 55oC e o valor da temperatura da superfície do transistor não excede 70oC, determine a quantidade de energia que esse transistor pode dissipar de forma segura. Desconsidere qualquer transferência de calor da base do transistor.
A) 0,0047 W		B)  0,047 W	 C) 0,47 W	 D) 4,7 W	 E) 47 W
5) Para os efeitos de transferência de calor, um homem em pé pode ser modelado como um cilindro de 30 cm de diâmetro e 170 cm de altura com as superfícies superior e inferior isoladas e com a superfície lateral na temperatura média de 34oC. Para um coeficiente de transferência de calor por convecção de 8W/m2.K, determine a taxa de perda de calor por convecção desse homem no ambiente 18oC.
A) 0,205W	B) 205W	C) 20,5W	D) 2050W	E) 2,05W
6) Um tubo de água quente de 5 cm de diâmetro externo e 10 m de comprimento a 80oC está perdendo calor para o ar em torno de 5oC por convecção natural, com coeficiente de transferência de calor de 25W/m2K. Determine a taxa de perda de calor do tubo por convecção natural.  
A) 2945 W	B) 29,45 kW		C) 0,2945 W		D) 294,5 W	 E) 2,945 W
7) A temperatura de ebulição do oxigênio líquido em pressão atmosférica no nível do mar (1 atm) é -1830C. Por isso, o oxigênio líquido é comumente usado em estudos científicos em baixa temperatura, já que a temperatura do oxigênio líquido em tanque aberto para atmosfera se mantém em -1830C até acabar o oxigênio líquido no tanque. Qualquer transferência de calor do tanque resultará em evaporação de oxigênio líquido, que tem calor de vaporização de 213 kJ/kg e densidade de 1140 kg/m3 a 1 atm. Considere um tanque esférico de 4 m de diâmetro, inicialmente cheio de oxigênio líquido a 1 atm e -1830C. O tanque é exposto ao ar ambiente a 200C com um coeficiente de transferência de calor de 25W/m2K. A temperatura do tanque esférico de casa fina é quase a mesma do oxigênio líquido no interior. Ignorando qualquer troca de calor por radiação, determine a taxa de evaporação do oxigênio líquido no tanque como resultado da transferência de calor do ar ambiente. 
A) 0,0120 kg/s	B) 0,120 kg/s		C) 1,20 kg/s	D) 12,0 kg/s	E) 120 kg/s
8) Um fio elétrico de 2,1 m de comprimento e 0,2cm de diâmetro é estendido em uma sala mantida a 20oC. O calor é gerado no fio como resultado do aquecimento resistivo, e a temperatura da superfície do fio é medida em regime permanente a 180oC. Além disso, a queda de tensão e a corrente elétrica por meio do fio são 110V e 3A, respectivamente. Desprezando qualquer transferência de calor por radiação, determine o coeficiente de calor por convecção para a transferência de calor entre a superfície externa do fio e o ar da sala. 
A) 1560 W/m2K	B) 15,6 W/m2K	C) 1,56 W/m2K	D) 0,156 W/m2K
E) 156 W/m2K