Lista 3_GNE331_Cristiane

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS 
CURSOS DE ENGENHARIA MECÂNICA E ENGENHARIA QUÍMICA 
 
GNE 331 – Transferência de Calor 
 Profa. Cristiane Alves Pereira 
 
Lista de Exercícios 3 
 
1- Um bastão muito longo, com 5 mm de diâmetro, tem uma das suas extremidades mantida a 100 °C. 
A superfície do bastão está exposta ao ar ambiente a 25 °C, com um coeficiente de transferência de 
calor de 100 W/m2 K. 
a) Faça o esquema da situação apresentada. 
b) Determine as distribuições de temperaturas ao longo de bastões construídos e cobre puro ( k 
= 398 W/m K, liga de alumínio 2024 (k=180 W/m K) e aço inoxidável AISI ( k = 14 W/m K). 
Quais as respectivas perdas de calor no bastão (q). 
c) Estime o comprimento que devem ter os bastões para que a hipótese de comprimento infinito 
forneça um estimativa precisa para a perda de calor. 
 
Resp. 
a) 
 
 
b) 
 
qCu= 8,3 W 
qAl= 5,6 W 
qaço= 1,6 W 
 
c) LCu=0,19 m 
LAl=0,13 m 
Laço=0,04 m 
 
 
 
 
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2- Transistores de potência que são comumente usados em dispositivos eletrônicos consomem 
grandes quantidades de energia elétrica. A taxa de falha de componentes eletrônicos aumenta quase 
exponencialmente com a temperatura de funcionamento. Como regra, a taxa de falha de componentes 
eletrônicos é reduzida pela metade a cada 10 °C de redução na temperatura de funcionamento. Por 
isso, a temperatura de funcionamento dos componentes eletrônicos é mantida abaixo do nível seguro 
para minimizar o risco de falha. Os circuitos eletrônicos sensíveis de um transistor de potência são 
protegidos por um invólucro, uma cápsula rígida de metal. As características de transferência de calor 
do transistor de potência são normalmente especificadas pelo fabricante em relação à resistência 
térmica do invólucro para o ambiente, que representa tanto a transferência de calor por convecção, 
quanto por radiação. A resistência térmica do invólucro para o ambiente do transistor de potência que 
tem potência máxima de 10 W é de 20 °C/W. Considerando que a temperatura do invólucro do 
transitor não deve ser superior a 85 °C, determine a potência em que o transistor pode funcionar com 
segurança em um ambiente a 25 °C. 
Resp. q=3W 
Bons Estudos!!!