transferência massa e calor

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TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA – LISTA DE EXERCÍCIOS – A2 
 
 
QUESTÃO 01 Valor da Questão: 
 
Calor é perdido. por convecção e radiação, de um trecho de 10 m de comprimento de uma tubulação de vapor sem 
isolamento térmico com 25 mm de diâmetro externo, para um ambiente externo (ar e vizinhança) à temperatura de 0 oC. O 
coeficiente de troca de calor por convecção é de 10 W/m2.oC e a emissividade da superfície de tubo é de 0,75. Se a 
temperatura da superfície externa do tubo for de 125 oC, determine a perda de calor do trecho de tubulação. 
 
 
QUESTÃO 02 Valor da Questão: 
 
Uma placa de aço (k = 50 W/m.oC) tem 10 mm de espessura. Uma de suas faces está exposta a uma corrente de gás com 
temperatura média de 100 oC com a qual troca calor com um coeficiente de 50 W/m2.oC. A outra face está exposta a uma 
corrente de um fluido a 10 oC com a qual troca calor com um coeficiente de 10 W/m2.oC. 
(a) Esboce o circuito térmico. 
(b) Calcule o fluxo de calor através da placa. 
(c) Determine as temperaturas das superfícies da placa. 
 
 
QUESTÃO 03 Valor da Questão: 
 
A parede de um forno industrial é composta por uma camada de tijolo refratário (k = 1 W/m.oC) com 15 cm de espessura a 
qual é coberta em sua superfície externa por uma camada de um material isolante (k = 0,05 W/m.oC) com 50 mm de 
espessura. A temperatura da superfície da parede exposta aos gases quentes do interior do forno é de 850 oC e a 
temperatura da superfície externa do isolante é de 50 oC. 
(a) Esboce o circuito térmico. 
(b) Determine o fluxo de calor através da parede. 
(c) Determine a temperatura da interface dos dois materiais. 
 
 
QUESTÃO 04 Valor da Questão: 
 
Um chip retangular de 8 mm x 10 mm com espessura desprezível é bem isolado termicamente em uma de suas faces. O 
chip encontra-se no interior de uma sala cujas superfícies estão a 12 oC e está exposto ao ar ambiente a 15 oC com o qual 
troca calor com um coeficiente de convecção de 10 W/m2.oC. A emissividade da superfície da placa é 0,60. Se a potência 
consumida pelo chip for de 0,60 W, determine a temperatura de equilíbrio da placa. 
 
FORMULÁRIO 
 
T(K) = T(oC) + 273,15 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 05 Valor da Questão: 
 
Um chip retangular de 10 mm x 10 mm com espessura desprezível é bem isolado termicamente em uma de suas faces. O 
chip encontra-se no interior de uma sala cujas superfícies estão a 12 oC e está exposto ao ar ambiente também a 12 oC com 
o qual troca calor com um coeficiente de convecção de 10 W/m2.oC. A emissividade da superfície da placa é 0,60. Se a 
potência consumida pelo chip for de 0,60 W, determine a temperatura de equilíbrio da placa. 
 
 
QUESTÃO 06 Valor da Questão: 
 
A parede de um forno é composta por três materiais, conforme mostrado na figura abaixo. São dados: kA = 18 W/m.K, LA 
= 25 cm, LB = 15 cm, kC = 1,1 W/m.K, LC = 10 cm. Em condições de operação (regime permanente) TS,i = 750 oC, TS,e = 45 
oC, T∞ = 850 oC e h = 75 W/m2.K. a) Esboce o circuito térmico.b) calcule o fluxo de calor através da parede do forno. c) 
determine a condutividade térmica do material B. d) determine a queda de temperatura no material B. 
 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA – LISTA DE EXERCÍCIOS – A2 
 
 
 
 
QUESTÃO 07 Valor da Questão: 
 
Considere o bloco composto mostrado na figura abaixo. São dados: k1 = 0,25 W/m.K, L1 = 2 cm, k2 = 1,5 W/m.K, L2 = L3 = 20 
cm, k3 = k4 = 0,72 W/m.K, L4 = 2 cm, Ts,1 = 32 oC, Ts,2 = 24 oC . a) Esboce o circuito térmico. b) Calcule o fluxo de calor 
através do bloco. c) calcule a queda de temperatura no material 1. d) Calcule a queda de temperatura no material 4. 
 
 
QUESTÃO 08 Valor da Questão: 
 
Um tubo de aço inoxidável (k = 20 W/m.K) com 50 mm de diâmetro interno e 55 mm de diâmetro externo é encapado com 
uma cobertura de isolante (k = 0,10 W/m.K) com 20 mm de espessura. Um gás quente flui no interior do tubo com uma 
temperatura de 300 oC e coeficiente de troca de calor por convecção de 300 W/m2.K. A superfície externa do isolante está 
exposta ao ar ambiente a 25 oC com o qual troca calor com um coeficiente de convecção de 15 W/m2.K. 
a) Esboce o circuito térmico. 
b) Calcule a perda de calor por unidade de comprimento de tubo. 
c) Calcule a temperatura na interface do isolante com o aço inoxidável. 
 
 
 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA – LISTA DE EXERCÍCIOS – A2