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Disciplina: Fenômenos de Transporte (EEL12) Avaliação: Avaliação II - Individual e sem Consulta ( Cod.:399878) ( peso.:1,50) Prova: 5987863 Nota da Prova: 9,00 Gabarito da Prova: Resposta Certa Sua Resposta Errada Parte superior do formulário 1. Para a modelagem matemática do fenômeno da convecção de calor, é comum utilizar alguns parâmetros adimensionais, que geralmente são nomeados em homenagem ao cientista que desenvolveu a teoria ou experimentos associados. Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O número de Prandtl (Pr) é um dos parâmetros adimensionais utilizados em várias correlações empíricas da convecção de calor. ( ) O número de Reynolds (Re) relaciona as forças de inércia e as forças viscosas no escoamento de um fluido. ( ) O número de Prandtl (Pr) e o número de Reynolds (Re) são definidos na unidade m²/s no Sistema Internacional. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) V - V - F. b) V - F - V. c) F - V - F. d) F - F - V. 2. Uma garrafa com uma certa bebida (massa=2,5 kg e Cp=4,2 kJ/kgºC) está a uma temperatura de 5 ºC e é deixada, na cozinha, à temperatura ambiente. Após 30 minutos, a temperatura do líquido e da garrafa aumentam até 15 ºC. Calcule a taxa de transferência de calor para a garrafa nestas condições. Se o aquecimento ocorrer em metade do tempo, o que deve acontecer com a taxa de transferência de calor para a garrafa? Analise as afirmativas a seguir: I- A taxa de transferência de calor para a garrafa é 3,5 kW. Para o aquecimento ocorrer na metade do tempo, a taxa de transferência de calor deve dobrar. II- A taxa de transferência de calor para a garrafa é 122 W. Para o aquecimento ocorrer na metade do tempo, a taxa de transferência de calor deve reduzir pela metade. III- Para o aquecimento ocorrer na metade do tempo, a taxa de transferência de calor deve quadruplicar. IV- A taxa de transferência de calor para a garrafa é 58,33 W. V- Para o aquecimento ocorrer na metade do tempo, a taxa de transferência de calor deve dobrar. Assinale a alternativa CORRETA: a) Somente a afirmativa II está correta. b) As afirmativas IV e V estão corretas. c) Somente a afirmativa I está correta. d) As afirmativas III e IV estão corretas. 3. Para a modelagem matemática do fenômeno da convecção de calor, é comum utilizar alguns parâmetros adimensionais, que geralmente são nomeados em homenagem ao cientista que desenvolveu a teoria ou experimentos associados. Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O número de Nusselt (Nu) é função do número de Prandtl (Pr) e do número de Reynolds (Re). ( ) A espessura relativa entre as camadas limites hidrodinâmica e térmica é definido pelo número de Reynolds (Re). ( ) O número de Prandtl (Pr) é uma razão entre a difusividade de momento ou viscosidade cinemática do fluido e a difusividade térmica de um fluido. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) V - V - F. b) F - V - F. c) V - F - V. d) F - F - V. 4. A resistência térmica à transmissão de calor por convecção é um parâmetro importante para o cálculo da taxa de transferência de calor em mecanismos combinados, por exemplo, que envolvam condução e convecção. A analogia para definir a resistência térmica por convecção é similar à utilizada para definir a resistência térmica por condução. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Quanto maior a resistência térmica por convecção, menor a taxa de transferência de calor por um cilindro oco. ( ) Quanto maior o diâmetro externo de um cilindro oco, maior a resistência térmica por convecção externa. ( ) Uma forma de reduzir a resistência térmica por convecção externa em um cilindro é aumentar a sua área superficial externa. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) V - F - V. b) F - F - V. c) V - V - F. d) F - V - F. 5. A resistência térmica à transmissão de calor por condução depende da geometria do sistema. Usando a Lei de Fourier e a analogia com a Lei de Ohm, podemos definir a equação de resistência térmica para geometrias cartesianas, cilíndricas e esféricas. Com base no conceito de resistência térmica, associe os itens, utilizando o código a seguir: I- Resistência térmica de um cilindro oco. II- Resistência térmica de uma esfera oca. III- Resistência térmica de uma parede retangular plana. a) III - I - II. b) II - III - I. c) I - III - II. d) II - I - III. 6. Um dos mecanismos de transferência de calor é a convecção. Este tipo de mecanismo difere da condução e da radiação em alguns aspectos. Sobre a convecção de calor, analise as sentenças a seguir: I- Convecção é um mecanismo de transferência de energia entre uma superfície sólida e o fluido adjacente que está em movimento. II- Quanto maior a velocidade do fluido sobre uma superfície sólida a temperatura diferente, menor será a transferência de calor por convecção. III- A convecção envolve efeitos combinados de condução de calor e movimento de fluidos. Assinale a alternativa CORRETA: a) Somente a sentença III está correta. b) As sentenças I e II estão corretas. c) Somente a sentença II está correta. d) As sentenças I e III estão corretas. 7. Calcule o fluxo de calor em uma parede plana em série, sendo metade da placa de cobre e metade de chumbo. Considerações: I- Condições de regime estacionário. II- Propriedades constantes. III- Condução de calor unidimensional. Assinale a alternativa CORRETA: a) A alternativa 4 está correta. b) A alternativa 2 está correta. c) A alternativa 3 está correta. d) A alternativa 1 está correta. 8. A geometria do sistema influencia no fenômeno de condução de calor, no que diz respeito à equação para cálculo da taxa de transferência de calor. Considere a condução de calor unidimensional em regime permanente através de uma parede plana, um cilindro oco e uma casca esférica com espessura de parede e propriedades termofísicas constantes, sem geração de calor. A variação de temperatura na direção da transferência de calor será linear em qual geometria? a) Casca esférica. b) Parede plana. c) Cilindro oco e casca esférica. d) Parede plana e cilindro oco. 9. A convecção de calor é um mecanismo de transferência de energia térmica que requer a presença de um fluido. Este fenômeno é descrito pela lei de Newton do resfriamento. Com relação aos modos de convecção e à influência do coeficiente de transferência de calor por convecção (h), associe os itens, utilizando o código a seguir: I- Convecção natural. II- Convecção forçada em gases. III- Convecção com mudança de fase. ( ) É o tipo de mecanismo que envolve o fenômeno de condensação e evaporação de um fluido. ( ) É o tipo de mecanismo cujo valor do coeficiente de transferência de calor por convecção (h) é menor do que no fenômeno de convecção com mudança de fase. ( ) É o tipo de mecanismo cujo valor do coeficiente de transferência de calor por convecção (h) geralmente é maior do que o mecanismo de convecção natural de um líquido. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) III - I - II. b) II - I - III. c) I - III - II. d) II - III - I. 10. A resistência térmica à transmissão de calor por condução depende da geometria do sistema. Usando a Lei de Fourier e a analogia com a Lei de Ohm, podemos definir a equação de resistência térmica para geometrias cartesianas, cilíndricas e esféricas. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Quanto maior a resistência térmica, maiora taxa de transferência de calor por uma parede plana. ( ) Para o cálculo de resistência térmica total de uma associação de paredes planas configuradas em série, basta somar as resistências individuais de cada parede da associação. ( ) Uma forma de aumentar a resistência térmica de uma parede plana é reduzir a sua espessura. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) V - F - V. b) V - V - F. c) F - F - V. d) F - V - F. Parte inferior do formulário
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