Prova AV 2 Transferencia de Calor5

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GRUPO SER EDUCACIONAL 
GRADUAÇÃO EAD 
GABARITO 
AV2-2016.2A – 08/10/2016 
 
 
 
 
 
 
 
1. Considere uma placa de cimento, cuja 
condutividade térmica é de 0,72 W.m−1.ºC−1. 
Supondo que esta placa de cimento isole um forno 
submetido a 150ºC, qual deve ser a espessura 
dessa placa para que, na região externa ao forno, 
esta placa apresente uma temperatura de 33ºC, 
admitindo ainda uma potência dissipada de calor 
correspondente a 250 W/m2 de área da placa. 
 
a) 0,10 m. 
b) 0,23 m. 
c) 0,34 m. 
d) 0,45 m. 
e) 0,69 m 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificação do conteúdo: Unidade I - Conduça ̃o 
unidimensional em regime estaciona ́rio – páginas 15. 
Comentário: 
k = 0,72 W/(m.ºC) 
T1 = 150ºC 
T2 = 33ºC 
L = ? 
q/A = 250 W/m2 
A equação a ser utilizada é: 
dT T
q kA kA
dx L

   
 
Rearrajando: 
 
T
L k
q A

 
 
 
 
Aplicando os valores: 
 
2
0,72 33 150 º
º
250
W
C
T m CL k
Wq A
m


   
 
0,34L m
 
 
2. Observe as afirmações a seguir: 
 
O Sol aquece a Terra por meio do processo de 
_____________ térmica; 
As panelas são feitas de metal porque esses 
materiais têm maior capacidade de transmissão de 
calor por _______________; 
Os aparelhos de ar-condicionado devem ficar na 
parte superior de uma sala para facilitar o processo 
de __________________. 
 
As palavras que completam as frases acima, 
corretamente, de acordo com os princípios físicos 
dos processos de transmissão de calor são, 
respectivamente: 
 
a) condução, convecção, irradiação; 
b) convecção, irradiação, condução; 
c) irradiação, convecção, condução; 
d) irradiação, condução, convecção; 
e) condução, irradiação, convecção. 
Alternativa correta: Letra D. 
 
GABARITO 
QUESTÕES COMENTADAS 
Disciplina TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
Professor (a) MARCO ANTONIO 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
C D C A B A C A A B 
 
 
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DISCIPLINA: TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR(A): MARCO ANTONIO 
 
 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 1 - Introdução 
à Condução – página 7 ; UINIDADE II - Fenômeno da 
Convecção – página 35 e UINIDADE III - Transferência 
de Calor por Radiação – página 87. 
Comentário: O Sol aquece a Terra por meio do 
processo de irradiação térmica, o que ocorre por meio 
de ondas eletromagnéticas que podem propagar-se no 
vácuo; 
As panelas são feitas de metal porque esses materiais 
têm maior capacidade de transmissão de calor por 
condução, uma vez que eles possuem maior 
quantidade de cargas livres que podem fazer o 
transporte de calor entre as partículas que os 
constituem. 
Os aparelhos de ar-condicionado devem ficar na parte 
superior de uma sala para facilitar o processo de 
convecção. 
Portanto, as palavras que completam as afirmações 
são: 
irradiação, condução e convecção – Alternativa d 
 
3. Sobre a transmissão de calor por condução, é 
correto afirmar que: 
 
a) Ocorre somente nos sólidos; 
b) Pode ocorrer no vácuo; 
c) Caracteriza-se pela transmissão de calor entre 
partículas em razão da diferença de 
temperatura; 
d) Caracteriza-se pelo transporte de matéria entre 
regiões de um líquido em razão da diferença de 
densidade. 
e) Caracteriza-se unicamente, pelo transporte de 
matéria entre regiões de um gás em razão da 
diferença de densidade. 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 1 - A 
Transferência de Calor: Introdução à Condução – 
página 7. 
Comentário: Alternativa “c” é a correta. No processo 
de transmissão de calor por condução, ocorre uma 
transferência da agitação térmica de partículas de uma 
região de maior temperatura para outra de menor 
temperatura. Isso só é possível em meios materiais. 
 
4. A superfi ́cie de uma placa de aço de 8m2 e ́ 
mantida a uma temperatura de 150 °C. Uma 
corrente de ar e ́ soprada por um ventilador e passa 
por sobre a superfície da placa. O ar se encontra a 
uma temperatura de 25 °C. Calcular a taxa de 
transfere ̂ncia de calor trocado por convecça ̃o, entre 
a placa e o ar, considerando um coeficiente de 
troca de calor por convecça ̃o de 150 W/m2.K. 
 
 
 
 
a) 150 KW; 
b) 180 KW; 
c) 100 KW; 
d) 350 KW; 
e) 200 KW. 
Alternativa correta: Letra A. 
Identificação do conteúdo: Gabarito: Unidade II – O 
fenômeno da Convecção – página 36. 
Comentário: Aplicando-se a equação da transferência 
de calor por convecção, temos: 
q= h.A(TS-T¥)=150
W
m2K
.8m2.(423K -298K)
q=150.000W =150KW 
 
5. Quando há diferença de temperatura entre dois 
pontos, o calor pode fluir entre eles por condução, 
convecção ou radiação, do ponto de temperatura 
mais alta ao de temperatura mais baixa. O 
"transporte" de calor se dá juntamente com o 
transporte de massa no caso da: 
 
a) Condução somente. 
b) Convecção somente. 
c) Radiação e convecção. 
d) Radiação somente. 
e) Condução e radiação. 
Alternativa correta: Letra B. 
Identificação do conteúdo: UINIDADE II - Fenômeno 
da Convecção – página 35. 
Comentário: O processo de transferência de calor que 
ocorre juntamente com o transporte de massa, é o 
processo de convecção. A diferença de temperatura 
em massas de fluidos alteram a sua massa específica, 
promovendo assim o deslocamento fluido nesse meio. 
 
6. Um determinado fluido escoa através de um tubo 
de 20cm de diâmetro interno. O fluido se encontra a 
uma temperatura de 50°C. A temperatura da 
superfi ́cie interna do tubo pode ser determinada, e 
e ́ de 25°C. Considerando um coeficiente de 
transfere ̂ncia de calor por convecça ̃o de 2000 
W/m2.K, calcule a taxa de transferência de calor por 
metro de comprimento linear de tubo. 
 
a) -31,41KW; 
b) +31,41KW; 
c) -50,02KW; 
d) +50,02KW; 
e) -40,04KW. 
Alternativa correta: Letra A. 
Identificação do conteúdo: Unidade II – O fenômeno 
da Convecção – página 36. 
 
 
 
 
 
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DISCIPLINA: TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR(A): MARCO ANTONIO 
 
 
Comentário: Aplicando-se a equação da transferência 
de calor por convecção para 1m de tubo, temos: 
A= p.D.L = 3,14.0, 2m.1m= 0,6283m2
q= h.A(TS-T¥)= 2000
W
m2K
.0, 6283m2.(298K -323K)
q= -31.415W = -31, 41KW
 
 
 
7. Nas garrafas térmicas, usa-se uma parede dupla 
de vidro. As paredes são espelhadas e entre elas 
há vácuo. Assinalar a alternativa correta: 
 
a) O vácuo entre as paredes evita perdas de calor 
por radiação. 
b) As paredes são espelhadas para evitar perdas de 
calor por condução. 
c) As paredes são espelhadas para evitar perdas 
de calor por radiação. 
d) O vácuo entre as paredes acelera o processo de 
convecção. 
e) As paredes são espelhadas para evitar perdas de 
calor por convecção. 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificação do conteúdo: UINIDADE IV: 
Transferência de Calor por Radiação – página 87. 
Comentário: A alternativa “c” está correta. As paredes 
são espelhadas para evitar perdas de calor por 
radiação, pois as ondas eletromagnéticas são refletidas 
pelo espelho das paredes. O vácuo evita a 
transferência de calor por convecção, pois no vácuo 
não há fluido (ar). 
 
8. Uma parede de concreto, área superficial de 20 
m2 e espessura de 0.30 m, separa uma sala de ar 
condicionado do ar ambiente. A temperatura da 
superfi ́cie interna da parede e ́ mantida a 25oC, e a 
condutividade térmica do concreto é 1W/m.K. 
Determine a perda de calor através da parede para 
as temperaturas ambientes internas de – 15oC e 
38oC que correspondem aos extremos atingidos no 
inverno e no verão. 
 
a) 2.667W e -867W; 
b) 133W e -43W; 
c) 133W e -1000W; 
d) -243W e 867W; 
e) 133W e867W 
Alternativa correta: Letra A. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 1 - Condução 
unidimensional em regime estacionário – página 15. 
Comentário:Para calcularmos a perda de calor através 
da parede devemos utilizar a equação que rege a lei 
básica de transferência de calor referente a ̀ condução 
térmica em uma parede plana. 
 
 
 
Substituindo os valores em relac ̧a ̃o a ̀ temperatura de –
15oC temos a condução térmica como: 
 
q= K.A
T1 -T2
L
=1
W
m.oC
.20m2.
25oC- (-15oC)
0,3m
= 2.667W
 
Substituindo em relaça ̃o à temperatura de 38oC temos: 
 
q= K.A
T1 -T2
L
=1
W
m.oC
.20m2.
25oC-38oC
0,3m
= -867W
 
 
9. Um trocador de calor e ́ um dispositivo cuja 
finalidade é possibilitar a troca de calor entre dois 
fluidos que estão a temperaturas diferentes sem 
que ocorra a mistura entre eles. A parede desses 
equipamentos, onde se permite a troca de calor 
entre os fluidos, geralmente são constituídas de um 
material com:
 
a) Elevada condutividade térmica; 
b) Baixa condutividade térmica; 
c) Nenhuma condutividade térmica; 
d) Qualquer material isolante; 
e) Material isolante com baixa condutividade 
térmica; 
Alternativa correta: 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 3 – Trocadores 
de calor – página 68. 
Comentário:Um trocador de calor é um dispositivo 
cuja finalidade é possibilitar a troca de calor entre dois 
fluidos que estão a temperaturas diferentes sem que 
ocorra a mistura entre eles. Uma parede, geralmente 
constituída por um material de elevada condutibilidade 
térmica, separa os dois fluidos, de modo que a 
transferência de calor acontece por condução através 
da parede, permitindo a troca de calor entre os fluidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DISCIPLINA: TRANSFERÊNCIA DE CALOR PROFESSOR(A): MARCO ANTONIO 
 
 
10. A Figura abaixo mostra como a potência 
emissiva de corpo negro espectral varia com o 
comprimento de onda, para alguns valores de 
temperatura. 
 
 
Nessa figura, podemos observar os seguintes 
aspectos da radiação de corpo negro: 
 
I. A radiação emitida não varia continuamente 
com o comprimento de onda. 
II. Quanto maior a temperatura, maior a 
quantidade de radiação emitida. 
III. As curvas apresentam um pico que se desloca 
para a esquerda conforme a temperatura 
diminui. 
IV. A curva de temperatura de 5.800 K apresenta o 
pico na região do espectro da luz visível. 
V. Para uma dada temperatura, a área sob a 
curva corresponde à potência emissiva de um 
corpo negro total. Ou seja, a integral sobre 
todos os comprimentos de onda resulta em Eb. 
 
Podemos dizer que as afirmativas corretas são: 
 
a) São corretas as afirmativas I, II e III; 
b) São corretas as afirmativas II, IV e V; 
c) São corretas as afirmativas I, II; IV e V; 
d) Somente a afirmativa V; 
e) São corretas as afirmativas I, II; III; IV e V. 
Alternativa correta: Letra B. 
Identificação do conteúdo: UNIDADE 4 – Radiação 
de corpos negros – página 94. 
Comentário:Gabarito: As afirmações corretas são 
apenas as II; IV e V. 
 
 
 
A radiação emitida varia continuamente com o 
comprimento de onda. 
Quanto maior a temperatura, maior a quantidade de 
radiação emitida. 
As curvas apresentam um pico que se desloca para a 
esquerda conforme a temperatura aumenta. 
A curva de temperatura de 5.800 K apresenta o pico na 
região do espectro da luz visível. 
Para uma dada temperatura, a área sob a curva 
corresponde à potência emissiva de um corpo negro 
total. Ou seja, a integral sobre todos os comprimentos 
de onda resulta em Eb.