fenomenos de transporte 2

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A prática é de extrema importância para o desenvolvimento do aprendizado. Para fixar os conceitos 
aprendidos até aqui, resolva as questões a seguir. 
Um bloco pesando 50lbf e com dimensões de 8in em uma aresta pode deslizar para baixo, em uma 
superfície inclinada, na qual existe uma película de óleo de viscosidade 4,5 x 10-5 lb. s/ft2. Qual é a 
velocidade na base do bloco, se estimamos uma espessura de óleo de 0,001 pol naquela condição? 
Usar a premissa de perfil linear. 
Fonte: (QUESTÃO 1- 18 – do livro: 
Mecânica dos Fluidos - Vol.1– Shammes) 
GABARITO 
Inicialmente, vamos colocar o nosso referencial. 
 
A força cisalhante é a componente do peso na direção x, Px = P sem 20º → 17,10 lbf 
Cálculo do dv / dy: Considerando o perfil linear, então a equação de velocidade em função de y, é: V = a 
y + b , onde dv / dy = a 
Sabemos que: 
 
2 
 
Substituindo os valores na equação: F / A = µ . dv / dy 
 
Considerando que a densidade do mercúrio é 13,6. Determine: 
a) O peso específico em lbf/ft3 e em N/m3. 
b) A massa específica em slug /ft3 e em g/ft3. 
GABARITO 
a) 
b) 
Para viscosidade absoluta igual a 2,0 x 10-4 slug/ft.s, qual o valor da viscosidade em lbf.s/ft2? 
GABARITO 
Está sendo dada a viscosidade absoluta em função da Massa e está pedindo em função da Força. 
Como a unidade de massa está no mesmo sistema da Força, então não precisa fazer nenhuma 
transformação, apenas substituir por 2,0 . 10-4 Lbf . s /ft2. 
Para viscosidade cinemática igual a 3x10-4 stokes e massa específica igual a 0,8 g/cm3, qual a 
viscosidade absoluta em slug/ft.s? 
GABARITO 
 
Finalizaremos esta aula com mais algumas atividades. 
Imagine que um equipamento, localizado em um local cuja pressão atmosférica apresenta um valor de 
14.50psi, teve uma leitura manométrica de – 0,5psi. Com base nesses resultados, responda as questões 
a seguir. 
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a) O local em que está localizado o equipamento está acima ou abaixo do nível do mar? 
Justifique. 
GABARITO 
Na tabela, a pressão normal tem o valor de 14,696psi e o local em que se encontra o equipamento 
apresenta uma pressão atmosférica de 14,50psi; um valor menor que a indicada ao nível do mar, logo, 
concluímos que este local está acima do nível do mar. 
b) Qual a pressão absoluta do equipamento? 
GABARITO 
PABS. = Pef. + Patm local 
PABS. do equipamento = - 0,5 psi + 14,50psi = 14,00psi. 
Leia o texto “Tudo o que você precisa saber sobre areia movediça - e como sobreviver a ela”, onde 
encontrará explicações sobre a atuação da areia movediça que está baseada em algumas propriedades 
e grandezas estudadas nesta aula. 
Após sua leitura, responda às seguintes perguntas: 
1. Que propriedades e/ou grandezas foram tratadas no texto? 
2. A areia movediça é um fluido newtoniano ou não newtoniano? Qual a principal característica desta 
classificação? 
3. Qual a relação entre a massa específica da areia e a massa específica média de uma pessoa? Esta 
relação justifica o afundamento completo da pessoa? 
GABARITO 
1. Densidade absoluta ou massa específica, viscosidade dinâmica ou absoluta e pressão. 
2. É um fluido não Newtoniano já que sua viscosidade varia de acordo com a tensão aplicada. 
3. A areia movediça tem massa específica duas vezes maior que a de uma pessoa, o que prevê o 
afundamento até, mais ou menos, na cintura. 
Qual a pressão gerada pelo pistão sob o fluido, em N/m2, representada pelo ponto C? 
 
 
http://www.tecmundo.com.br/curiosidade/18735-tudo-o-que-voce-precisa-saber-sobre-areia-movedica-e-como-sobreviver-a-ela.htm
4 
 
Qual a pressão efetiva, em Pascal, no fundo do reservatório? 
 
 
Qual a pressão absoluta, em mm Hg, no fundo reservatório? 
 
 
Calcule a pressão manométrica do ar, na câmara A, em atm. 
 
Observe o esquema abaixo, julgue cada alternativa e marque a verdadeira. 
5 
 
Fonte: STREETER, Victor L. Mecânica dos 
fluidos. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, s/d. 
 
O ar contido nos dois compartimentos tem a mesma pressão. 
 
O ar contido nos reservatórios contendo os pontos B e C apresenta uma pressão efetiva negativa. 
 
Prolongando-se a linha do ponto B para a direita e para a esquerda, tem-se uma linha isobárica. 
 
No reservatório em que se encontra o ponto A, tem uma pressão efetiva negativa. 
 
Um ponto P1, que se encontra a 1 ft do ponto A e no mesmo reservatório, tem pressão efetiva igual a 
zero. 
Um medidor de vácuo conectado a uma câmara exibe a leitura de 5,8 psi em um local onde a 
pressão atmosférica é de 14,5 psi. Sabendo que a pressão atmosférica normal é 14,7 psi, marque 
a alternativa verdadeira. 
 
O local onde está sendo feita a medição está abaixo do nível do mar. 
 
A pressão efetiva do local onde está sendo feita a leitura é diferente de zero. 
 
A pressão efetiva no interior da câmara é maior que a pressão atmosférica do local também na escala 
efetiva. 
 
A pressão absoluta na câmara é igual a 8,7 psi. 
 
Caso o conjunto, câmara e medidor de vácuo, sejam deslocados para um local ao nível do mar a leitura 
no medidor se manterá a mesma. 
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Um hidrômetro de massa 2,2 g, tem uma haste cilíndrica na sua parte superior medindo 3 mm de 
diâmetro. Qual será a diferença de altura de flutuação do hidrômetro em um óleo de densidade 
0,780 e em álcool de densidade 0,821? 
 
 
 
 
Leis básicas 
 
Já percebemos que a hidrodinâmica estuda os fluidos em movimento. Mas, para compreender o 
7 
 
comportamento dos fluidos em movimento, é necessário conhecermos as leis básicas que justificam o 
comportamento dos fluidos na hidrodinâmica. Essas leis independem da natureza do fluido. 
 
Agora, iremos praticar com uma aplicação da equação da continuidade para um escoamento 
permanente com fluido incompressível. Vamos lá. 
Considere o escoamento permanente de água (ρágua = 103Kg/m3) através do dispositivo mostrado no 
diagrama. As áreas são: A1 = 0,0186m2, A2 = 0,046 m2 e A3 = A4 = 0,037 m2. A vazão em massa saindo 
da seção 3 é dada como 56,54 Kg/s. A taxa de escoamento volumétrico para dentro da seção 4 é dada 
como 0,028 m3/s e a velocidade para dentro da seção 1 é dada por v1 = 3,05 m/s. Se as propriedades 
forem consideradas uniformes através de todas as seções de fluxo, determine a velocidade do 
escoamento na seção 2. 
 
(Exemplo 4.1 do Fox McDonald, modificada). 
Temos os dados: 
 
 
8 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicaremos a equação da continuidade para um escoamento permanente com um fluido incompressível 
representada na equação 7: 
 
Temos entrada ou saída de fluido nas seções 1, 2, 3 e 4 (que são as superfícies de controle), portanto o 
somatório é representado por: 
 
Como V . A é o produto escalar e ρ é o mesmo em todas as seções, temos: 
 
No diagrama a seguir, representamos o vetor área em cada superfície de controle. O vetor área sempre 
aponta para fora da superfície. Como o ângulo θ é formado pelo vetor área e o vetor velocidade, 
podemos encontrar os valores de cada um deles. 
9 
 
 
Substituindo cada termo na eq. 8: 
 
Como o resultado deu positivo, o módulo de velocidade é positivo, o que nos faz concluir que o cos 
θ2 também tem que ser positivo e, igual a +1 (já que ou é +1 ou é -1), logo θ2 só pode ser 00, o que nos 
faz concluir que o vetor velocidade tem o mesmo sentido do vetor área que é para baixo. Podemos 
então representar o vetor velocidade = - 0,61 m/s 
 
 
 
Atividades 
Agora, é sua vez. Observe o tubo da imagem e determine a vazão em volume, em massa, em peso e a 
velocidade média na seção 2, sabendo que o fluido é água e que A1 = 10 cm2 e A2 = 5 cm2 (ρH2O = 1.000 
kg/ m3 e g = 10 m/s2) 
 
(Exercício 3.5 do 
Brunetti, p. 79). 
GABARITO 
Temos apenas duas superfícies de controle que estarão envolvidas na equação da continuidade: 
 
10 
 
Lembrando que o vetor área sempre aponta para fora da superfície, podemos encontrar os valores dos 
ângulos: 
 
Como o fluido é o mesmo, também podemos escrever: 
 
Substituindo os valores, temos: 
 
Para calcularmos a vazão volumétrica, tem-se queQ1 = Q2 = Q, ou seja, podíamos, mesmo sem o valor 
de V2 já calcularmos através de Q1. 
Qem volume = Q1 = A1. V1 = 10-3m2 . 1 m/s = 10-3 m3/s ou 1 L/s 
Para calcularmos a vazão em massa basta multiplicar a vazão em volume, já encontrada, pela massa 
específica do fluido. 
 
Para termos a vazão em peso, basta multiplicarmos a vazão em massa pela aceleração da gravidade. 
Qem peso = 1 Kg/s . 10 m/s2 = 10 N/s 
Com base na representação do escoamento abaixo, avalie as alternativas e marque a verdadeira. 
Fonte: BRUNETTI, F., 
2008. 
 
Sendo apenas um escoamento com água, as velocidades nas três seções seriam iguais. 
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Sendo apenas óleo nas três seções, a maior velocidade de escoamento seria na saída. 
 
Partindo-se de vazões volumétricas de óleo e de água, na entrada, com valores iguais, a velocidade de 
entrada seria maior para o óleo. 
 
A velocidade de saída da mistura é maior que a velocidade de entrada do óleo e menor que a velocidade 
de entrada de água. 
Observe a representação de um escoamento na figura a seguir e admita a vazão de alimentação 
constante. Com base nas informações, avalie cada alternativa e marque a verdadeira. 
Fonte: BRUNETTI, F., 2008. 
 
Existem dados suficientes para classificar o escoamento como laminar. 
 
Existem dados suficientes para classificar o escoamento em permanente. 
 
Não há dados suficientes para classificar o escoamento em uniforme ou não uniforme. 
 
A pressão em qualquer ponto numa mesma linha de corrente não varia. 
 
A vazão em massa na seção 1 é menor que a vazão em massa na seção 2. 
(LIVI, 2015, cap. 5 ) A figura abaixo mostra um esquema de um reservatório de grandes dimensões, com 
a superfície livre mantida em nível constante, com um duto do qual sai um jato livre de água. 
Considerando que não há atrito viscoso e sendo a massa específica da água, ρ = 1000 Kg/m3, as alturas 
H = 5 m e h = 2 m e os diâmetros internos D = 4 cm e d = 2 cm, determine: 
a) a vazão do jato livre de água; 
b) as pressões relativas nos pontos A e B. 
12 
 
 
 
Vamos lá! 
Os únicos pontos que conhecemos a pressão estão na superfície livre do reservatório e na saída do 
tubo. Ambos estão sob a pressão atmosférica e, como não sabemos a posição do local, devemos 
trabalhar na escala efetiva já que, em qualquer local, a pressão atmosférica é o referencial, portanto 
igual a zero. 
Não temos a velocidade do escoamento mas podemos considerar a velocidade, na superfície livre do 
reservatório, nula. Na questão, é informado que o nível do reservatório é mantido constante, mas 
sempre que nos for dada a informação de um grande reservatório, via de regra, podemos considerar a 
velocidade na superfície livre aproximadamente igual a zero. 
Vamos então indicar, na imagem, os pontos 0 e 1, e o nosso referencial (que pode ser diferente da sua 
escolha). 
13 
 
 
 
Os pontos 0 e 1 são os pontos que temos mais informações e podemos então calcular a velocidade no 
ponto 1 que está bem na saída do tubo. 
 
 
 
 
14 
 
 
 
 
Aplicação 2 
(YOUNG, MUNSON e OKIISHI, 2005) Um fluido incompressível escoa no tubo mostrado na figura 
abaixo. Admitindo que o regime de escoamento é permanente, determine o sentido do escoamento e a 
perda de carga entre as seções onde estão instalados os manômetros. 
 
 
15 
 
Vamos lá! 
Vamos chamar de ponto A, aquele que se encontra na altura de 1,5 m, e B o ponto mais baixo e 
conectado ao outro manômetro. 
 
 
Vamos calcular a energia total em cada ponto (por unidade de peso): 
 
 
Comparando-se a energia de A com a de B, já que as velocidades são iguais, o ponto B tem a maior 
energia, logo o sentido do escoamento é de B para A, e devemos acrescentar à energia de A o valor de 
0,5 m que corresponde à perda de carga entre os pontos. 
 
Aplicação 3 
(LIVI, 2015 cap. 5) A figura mostra um esquema de uma instalação com uma bomba que eleva água 
com vazão Q = 0,02 m3/s. Os manômetros instalados nas seções (1) e (2) indicam, respectivamente, as 
pressões P1 = 80 kPa e P2 = 330 kPa. O duto de sucção tem diâmetro D= 10 cm e o tubo de descarga 
da bomba possui diâmetro d = 5 cm. 
Considerando que existe uma perda de carga hf = 12 m de água entre as seções (1) e (2), sendo ρágua = 
1000 kg/m3 e H = 20 m, determine a potência fornecida pela bomba ao escoamento. 
16 
 
 
 
Vamos lá! 
Tendo a vazão volumétrica e os diâmetros, podemos calcular a velocidade na seção (1) e (2). 
 
 
Aplicando a equação da energia entre os pontos (1) e (2), temos: 
 
 
17 
 
 
Aplicação 4 
(LIVI, 2015 cap. 5) A figura abaixo mostra um esquema de um escoamento de água, em regime 
permanente, com vazão Q = 0,5 m3/s, através de uma turbina. As pressões estáticas, nas seções (1) e 
(2) são, respectivamente, P1 = 180000 Pa e P2 = - 20000 Pa. 
Desprezando a dissipação de energia mecânica por atrito viscoso e considerando que não há trocas de 
calor, determine a potência fornecida pelo escoamento à turbina. 
 
 
Vamos lá! 
Vamos escolher nosso referencial e os pontos que iremos aplicar a Equação da Energia. 
 
 
 
 
18 
 
Cálculo das áreas: 
 
 
 
Substituindo os termos na equação da energia: 
 
 
Atividades 
Para finalizarmos esta aula, vamos praticar com algumas atividades. 
1. A figura a seguir mostra um avião voando a 160 Km/h em uma altitude de 3000 m. Admitindo que a 
atmosfera seja a padrão, determine a pressão ao longe da aeronave, ponto 1, a pressão no ponto de 
estagnação no nariz do avião, ponto 2, e a diferença de pressão indicada pelo tubo de Pitot que está 
instalado na fuselagem (Do livro: Uma introdução concisa à mecânica dos fluidos, de Young, Munson e 
Okiishi). 
 
Dados: Na altitude de 3000 m tem-se: P= 7,012.104 Pa; ρar = 0,90903 Kg/m3 
GABARITO 
Vamos aplicar a equação de Bernoulli entre 1 e 2, admitindo o ar como um fluido incompressível já que a 
variação da sua massa específica é muito pequena: 
19 
 
 
Vamos transformar a velocidade do avião de Km/h para m/s 
 
Multiplicando por 
 
 
A pressão indicada no Tubo de Pitot: 
 
20 
 
2. Com relação ao esquema a seguir, marque a alternativa verdadeira: 
 
 
No ponto 1 tem-se velocidade nula. 
 
O sistema apresenta dois tubos de Pitot. 
 
A pressão lida no ponto 3 é uma pressão de estagnação. 
 
A pressão estática em 1 é igual à pressão estática em 3. 
 
A leitura de pressão em 2 é a soma da pressão estática com a pressão dinâmica. 
3. Observe o sistema representado, analise as afirmativas e marque a verdadeira. 
 
 
1 e 2 são pontos de estagnação. 
 
A vazão, no ponto 1, é diferente daquela existente no ponto 2. 
 
O ponto 1 apresenta menor pressão estática já que tem a menor velocidade. 
21 
 
 
Trata-se da representação de um medidor de vazão denominado Tubo de Pitot. 
 
O medidor de pressão indicado apresentará uma diferença de pressão estática entre os pontos 1 e 2. 
4. Um tubo de Pitot é preso em um barco que se desloca a 45 Km/h. Qual será a altura h alcançada pela 
água no ramo vertical? (BRUNETTI) 
 
 
15 m 
 
28 m 
 
7,8 m 
 
6,45m 
 
3,2 m 
Sabemos que 1kW = 1000W e 1W = 1N.m. Vamos considerar a aceleração da gravidade igual a 
10m/s2 e Υágua = 104 N/m3. 
 
 
Agora, podemos calcular a perda de carga a partir da EQ.1, sendo zA= 9,1m. 
Logo a perda de potência no escoamento é causada para superar a perda de carga, por isso pode ser 
calculada por: 
Aplicação 2 
 
Deseja-se triplicar a velocidade do escoamento representado a seguir. A ideia é escolher uma bomba 
para se atingir o objetivo. Qual a potência mínima requerida para a bomba, considerando as perdas 
desprezíveis e a diferença de Pressão entre a sucção e a descarga da bomba igual a 5m de água? 
 
 
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Análise do problema 
Identificamos um tubo de Pitot conectado a uma tubulação e a um manômetro indicando uma leitura 
manométrica. Não temos nem vazão nem velocidade. Através do Pitot chegaremos à velocidade, 
aplicando a equação da energia. Considerando o ponto 1, na linha central do duto, e abaixo da tomada 
de pressãoà esquerda, e o ponto 2 na entrada do tubo de Pitot. Como inicialmente a bomba ainda não 
está conectada, temos um caso para aplicação da equação de Bernoulli. Então, aplicando-se entre 1 e 
2, tem-se: 
Encontrando a diferença de pressão 
Através do manômetro, vamos encontrar a diferença de pressão: 
Aplicação da equação de Bernoulli 
 
Aplicação 3 
 
(Brunetti, cap. 4) Na extremidade de uma tubulação de Diâmetro D, acha-se instalado um bocal 
lançando um jato de água na atmosfera com diâmetro de 2 cm. O manômetro metálico registra uma 
pressão de 20 kPa, e a água sobe no tubo de Pitot até a altura de 2,5 m. Nessas condições, determine: 
 
a) A vazão em peso do escoamento; 
b) O diâmetro D do tubo, admitindo escoamento permanente e sem atrito. 
 
Dado: Υágua = 10 N/L 
 
Resolução 
Vamos considerar um ponto 1, na linha central do duto e abaixo do manômetro; o ponto 2, na saída do 
bocal; e o ponto 3 na entrada do tubo de Pitot. Como está sendo considerado um escoamento 
permanente e sem atrito, então aplica-se a equação de Bernoulli entre quaisquer dos pontos. Aplicando 
Bernoulli entre 1 e 2 
 
Como não temos o diâmetro, não temos a relação entre as velocidades. Aplicando Bernoulli entre 2 e 3: 
 
Cálculo do diâmetro 
Atividade 
Agora é sua vez! 
 
Do que se trata o efeito Venturi e quais as suas aplicações? 
Faça uma pesquisa e encontre as respostas. 
GABARITO 
O efeito Venturi ocorre em sistemas com regime permanente de escoamento onde há um 
estrangulamento na tubulação implicando em um aumento da velocidade do fluido devido a uma queda 
de pressão no sistema, a qual pode ser facilmente medida colocando um manômetro nos pontos 1 e 2. 
 
As principais aplicações do efeito Venturi estão na medida da velocidade de escoamento ou vazão em 
uma tubulação, o chamado medidor de Venturi; nas bombas aspirantes e também na aspiração de vapor 
de gasolina em motores de explosão. 
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Exercícios 
Para finalizarmos esta aula, resposta as questões seguintes: 
 
1. Observe o sistema esquematizado. Com base nos princípios da hidrodinâmica, marque a 
alternativa verdadeiro. 
 
 
 
A) A vazão volumétrica antes e depois da bomba tem valores diferentes; 
 
B) A energia mecânica, na sucção, é maior que a energia mecânica na descarga; 
 
C) A pressão na sucção será sempre menor que a pressão na descarga da bomba; 
 
D) A equação mais adequada para se determinar a potência da bomba, conhecendo-se as pressões de 
sucção e de descarga, e dos diâmetros de sucção e de descarga, é a equação da continuidade; 
 
E) A equação mais adequada para se determinar a potência da bomba, conhecendo-se as pressões de 
sucção e de descarga, e dos diâmetros de sucção e de descarga, é a equação de Bernoulli; 
2. Observe o esquema que representa o escoamento de água de um tanque a outro, desprezando-
se as perdas. 
 
 
 
 
Avalie cada afirmativa e marque a verdadeira. A pressão em 6 é igual à pressão atmosférica. 
 
A) Tomando-se o nível de referência no ponto 1, a cota dp ponto 6 é 4m; 
 
B) Mesmo os diâmetros das seções 2 e 3 sendo iguais os valores das velocidades v2 e v3 serão 
diferentes; 
 
C) Como v4 é maior que v5, aplicando-se a equação de Bernoulli, tem-se que P4 é maior que P5, como 
indicado no manômetro; 
 
D) Aplicando-se a equação da energia entre 2 e 3, tem-se: P2/Υ +v22/2g + z2 = P3/ Υ + v32/2g + z3- HB, 
onde HB representa a carga da bomba. 
3. ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. cap. 5) A água escoa de uma mangueira ligada à tubulação de 
água à pressão de 400kPa, conforme a figura abaixo. Uma criança coloca o polegar para cobrir a 
maior parte da saída da mangueira, fazendo surgir um fino jato de água à alta velocidade. Se a 
mangueira for mantida para cima, qual é a altura máxima que pode ser atingida pelo jato? 
 
 
 
24 
 
 
A) 40,8 m; 
 
B) 50 m; 
 
C) 4,08 m; 
 
D) 5,0 m; 
 
E) 0,5 m. 
Atividade 1 
Agora é sua vez! 
Aplique os conceitos que você aprendeu até aqui e resolva a atividade a seguir. 
Uma parede de um forno é constituída de duas camadas: 0,4 m de tijolo refratário (k = 1,2 kcal/h.m.°C) e 
0,2 m de tijolo isolante (k = 0,15 kcal/h.m.°C). A temperatura da superfície interna do refratário é 1800°C 
e a temperatura da superfície externa do isolante é 150°C. Desprezando a resistência térmica das juntas 
de argamassa, calcule: 
Levantando os dados: 
L1 = 0,4m K1 = 1,2 kcal/h.m.°C 
L2 = 0,2m K2 = 0,15 kcal/h.m.°C 
T1 = 1800°C T2 = 150°C 
a) a taxa de calor perdido para uma área de parede de 40m². 
GABARITO 
Substituindo na equação da taxa de calor, 
 
b) a temperatura da interface refratário/isolante. 
GABARITO 
25 
 
 
 
Atividade 2 
Com base na imagem responda à seguinte pergunta: 
Qual a expressão para a taxa de calor quando o processo de condução se dá em uma superfície 
cilíndrica? 
 
GABARITO 
 
 
Exercícios 
Vamos finalizar esta aula com alguns exercícios de fixação: 
1. Com relação aos mecanismos de transmissão de calor, avalie cada alternativa e marque a verdadeira: 
 
No mecanismo da condução, a transmissão de calor se dá através de ondas eletromagnéticas. 
 
Nos materiais não metálicos, no mecanismo de condução, a transmissão se dá através do movimento de 
elétrons. 
26 
 
 
No mecanismo da radiação, tem-se a interferência do transporte de massa. 
 
O mecanismo da convecção é o único que sofre a transferência do transporte de massa além da 
variação de temperatura. 
 
No processo de radiação, a transmissão de calor se dá pelo movimento dos elétrons. 
2. (U. F. São Carlos-SP) Um grupo de amigos compra barras de gelo para um churrasco em um dia de 
calor. Como as barras chegam com algumas horas de antecedência, alguém sugere que sejam 
envolvidas em um grosso cobertor para evitar que derretam demais. Essa sugestão: 
 
É absurda, porque o cobertor vai aquecer o gelo, derretendo-o ainda mais depressa. 
 
É absurda, porque o cobertor facilita a troca de calor entre o ambiente e o gelo, fazendo com que ele 
derreta ainda mais depressa. 
 
É inócua, pois o cobertor não fornece nem absorve calor ao gelo, não alterando a rapidez com que o 
gelo derrete. 
 
Faz sentido, porque o cobertor facilita a troca de calor entre o ambiente e o gelo, retardando o seu 
derretimento. 
 
Faz sentido, porque o cobertor dificulta a troca de calor entre o ambiente e o gelo, retardando o seu 
derretimento. 
3. (ENEM – 2013) 
Disponível 
em: http://casadosnoopy.blogspot.com.br/. Acessado em 14/06/2011. 
Quais são os processos de propagação de calor relacionados à fala de cada personagem? 
 
Convecção e condução. 
 
Convecção e irradiação. 
 
Condução e convecção. 
 
Irradiação e convecção. 
http://casadosnoopy.blogspot.com.br/
27 
 
 
Irradiação e condução. 
Atividade 1 
Analise cada uma das afirmações sobre a geladeira doméstica: 
 
I) o congelador está colocado na parte superior para permitir as correntes de convecção; 
II) o ar frio desce, por convecção, resfriando os alimentos; 
III) as prateleiras não são inteiriças, mas têm a forma de grade, de modo a permitir a convecção do ar no 
interior da geladeira; 
IV) deve-se, nos modelos mais antigos, retirar periodicamente o gelo que se forma sobre o congelador 
para não prejudicar a troca de calor. 
Estão corretas as afirmativas: 
 
I, II e III 
 
II, III e IV 
 
I, II, III e IV 
 
II e IV 
 
Apenas IV 
Atividade 2 
Agora é a sua vez! 
Uma parede de um forno é constituída de duas camadas: 0,2m de tijolo refratário (K = 1,2 Kcal/h.m.ºC) e 
0,13m de tijolo isolante (0,15 kcal/h.m.ºC). A temperatura dos gases dentro do forno é 1700ºC e o 
coeficiente de película, na parede interna, é 58 kcal/h.m2.ºC. A temperatura ambiente é 27ºC e o 
coeficiente de película, na parede externa, é 12,5 kcal/h.m2. Desprezando a resistência térmica das 
juntas de argamassa, calcule: 
a) O fluxo de calor na parede; 
GABARITO 
28 
 
 
 
b) A temperatura nas superfícies interna e externa da parede. 
 
 
Fonte: QUITES, Eduardo E. C. e LIA, Luiz R. B. Introdução à Transferênciade Calor (apostila) 
GABARITO 
29 
 
 
 
Atividade 3 
Sobre os processos de transmissão de calor, avalie cada afirmativa em verdadeira ou falsa: 
 
I) O ar atmosférico e o gelo são bons condutores de calor. 
II) A propagação de calor por condução não ocorre no vácuo. 
III) A propagação de calor por convecção ocorre nos fluidos em geral. 
IV) Uma malha de lã tem como função fornecer calor ao corpo de uma pessoa. 
A sequência correta, de cima para baixo é: 
 
 
V, V, V, V 
 
F, V, V, F 
 
F, F, F, F 
 
V, F, F, V 
 
V, F, V, F 
Atividade 4 
Duas placas grandes de metal, separadas entre si por 4 polegadas (in), são aquecidas a 400ºC e 100ºC, 
respectivamente. As emissividades são de 0,8 e 0,25 respectivamente. Calcule as taxas de transferência 
de calor por radiação. 
GABARITO 
30 
 
 
 
Atividade 5 
O Fator de Forma é uma importante grandeza tratada em um dos mecanismos de transmissão de calor. 
Pesquise sobre ele e responda à pergunta: 
Qual o limite máximo do Fator de Forma? Justifique. 
GABARITO 
O Fator de Forma trata de uma fração de energia que está sendo trocada, portanto o máximo deverá ser 
1 e isto vai ocorrer quando toda a energia for trocada. 
Atividade 6 
Uma tubulação de estanho (ε = 0,1) conduz ar quente, com diâmetro de 25cm e temperatura superficial 
de 100ºC, está localizada em um grande compartimento com paredes a 20ºC. O ar, no compartimento, 
está a 25ºC e o coeficiente de película é 5 kcal/h.m2.ºC. Determine a quantidade de calor por unidade de 
tempo tomando o comprimento unitário, sabendo que a superfície do tubo é muito menor que a do 
compartimento, portanto o fator de forma é igual à emissividade. 
 
454 kcal/h 
 
556 kcal/h 
 
338 kcal/h 
 
288 kcal/h 
 
400 kcal/h 
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