Processos de transferência de calor

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1.
	Para um nivelamento no estudo da transferência de calor, é importante definir os conceitos das principais propriedades físicas utilizadas. A respeito da definição da capacidade térmica e calor específico, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	O calor específico é uma grandeza que depende da quantidade da substância e é determinada pelo produto da massa e da capacidade térmica.
	 b)
	A capacidade térmica é a quantidade de calor necessária para que 1 g da substância altere a sua temperatura em 1 °C.
	 c)
	Tanto a capacidade térmica quanto o calor específico da substância possuem a mesma unidade, que é kJ/kg ºC.
	 d)
	O calor específico é a quantidade de calor necessária para que 1 g da substância altere a sua temperatura em 1 °C.
	2.
	Os mecanismos de transferência de calor são estudados a partir de equações constitutivas que regem cada um dos fenômenos (condução, convecção e radiação térmica). Com relação à equação que é utilizada para calcular o fluxo de calor por convecção, analise as opções a seguir e, em seguida, assinale a alternativa CORRETA:
	
	 a)
	Somente a sentença II está correta.
	 b)
	Somente a sentença IV está correta.
	 c)
	Somente a sentença I está correta.
	 d)
	Somente a sentença III está correta.
	3.
	Os mecanismos de transferência de calor são estudados a partir de equações constitutivas que regem cada um dos fenômenos (condução, convecção e radiação térmica). Com relação à equação que é utilizada para calcular a taxa de transferência de calor por condução unidimensional, analise as opções a seguir e, em seguida, assinale a alternativa CORRETA:
	
	 a)
	Somente a sentença I está correta.
	 b)
	Somente a sentença IV está correta.
	 c)
	Somente a sentença II está correta.
	 d)
	Somente a sentença III está correta.
	4.
	Para um nivelamento no estudo da transferência de calor, é importante definir os conceitos das principais propriedades físicas utilizadas. A respeito da definição da capacidade térmica e calor específico, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	A capacidade térmica é a quantidade de calor necessária para que 1 g do material altere a sua temperatura em 1 °C.
	 b)
	A unidade que pode ser usada para definir a capacidade térmica do material é kJ / kg ºC.
	 c)
	A unidade que pode ser usada para definir o calor específico do material é kJ / m ³ºC.
	 d)
	A capacidade térmica é a quantidade de calor que o material pode armazenar, por unidade de massa ou de volume.
	5.
	A definição de calor é um conceito básico importante para o estudo da termodinâmica e da transferência de calor. Sobre a definição conceitual de 'calor' e o estudo da transferência de calor, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Calor é a forma de energia que pode ser transferida de um sistema para outro na forma de trabalho.
(    ) A diferença de temperatura é a força motriz para o fenômeno de transferência de calor.
(    ) A transferência de calor analisa a quantidade de calor transferida, bem como informações sobre o tempo de duração do processo, caracterizando o cálculo da taxa de transferência de calor.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	F - V - F.
	 b)
	V - F - F.
	 c)
	V - F - V.
	 d)
	F - V - V.
	6.
	Nos estudos sobre transferência de calor por condução, a difusividade térmica representa a velocidade com que o calor se difunde por meio de um material e é definida como a razão entre o calor conduzido por meio do material e o calor armazenado no material por unidade de volume, conforme ilustrado na imagem a seguir. Com base nesta definição, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
(    ) Um material com baixa condutividade térmica terá grande difusividade térmica.
(    ) Um material com alta capacidade térmica terá alta difusividade térmica.
(    ) Quanto maior for a difusividade térmica, mais rapidamente será a propagação de calor no material.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	
	 a)
	V - F - F.
	 b)
	F - F - V.
	 c)
	V - V - F.
	 d)
	F - V - V.
	7.
	Nos estudos sobre transferência de calor por condução, a difusividade térmica representa a velocidade com que o calor se difunde por meio de um material e é definida como a razão entre o calor conduzido por meio do material e o calor armazenado no material por unidade de volume, conforme ilustrado na imagem a seguir. Com base nesta definição, assinale a alternativa INCORRETA:
	
	 a)
	A condutividade térmica (k) representa como um material conduz bem o calor.
	 b)
	Um material com alta capacidade térmica terá grande difusividade térmica.
	 c)
	A capacidade térmica (densidade x calor específico) representa quanta energia um material pode armazenar por unidade de volume.
	 d)
	Um material com alta condutividade térmica terá grande difusividade térmica.
	8.
	Os mecanismos de transferência de calor são estudados a partir de equações constitutivas que regem cada um dos fenômenos (condução, convecção e radiação térmica). Com relação à equação que é utilizada para calcular o fluxo de calor emitido por radiação térmica a partir de uma superfície, analise as opções a seguir e, em seguida, assinale a alternativa CORRETA:
	
	 a)
	Somente a sentença I está correta.
	 b)
	Somente a sentença III está correta.
	 c)
	As sentenças II e III estão corretas.
	 d)
	As sentenças I e IV estão corretas.
	9.
	Nos estudos sobre transferência de calor por condução, a difusividade térmica representa a velocidade com que o calor se difunde por meio de um material e é definida como a razão entre o calor conduzido por meio do material e o calor armazenado no material por unidade de volume, conforme ilustrado na imagem a seguir. Com base nesta definição, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Um material com alta condutividade térmica terá grande difusividade térmica.
(    ) Um material com alta capacidade térmica terá baixa difusividade térmica.
(    ) Quanto maior for a difusividade térmica, mais lenta será a propagação de calor no material.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	
	 a)
	F - V - F.
	 b)
	F - V - V.
	 c)
	V - V - F.
	 d)
	V - F - V.
	10.
	A definição de calor é um conceito básico importante para o estudo da termodinâmica e da transferência de calor. Sobre a definição conceitual de 'calor' e o estudo da transferência de calor, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Calor é a forma de energia que pode ser transferida de um sistema para outro em consequência da diferença de temperatura entre esses sistemas.
(    ) A ciência que estuda os mecanismos e as taxas de transferência do calor é chamada transferência de calor.
(    ) A transferência de calor analisa apenas a quantidade de calor que deve ser transferida para realizar determinada mudança no estado termodinâmico do sistema, de forma a satisfazer o princípio da conservação da energia.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	V - F - V.
	 b)
	F - F - V.
	 c)
	F - V - F.
	 d)
	V - V - F.
	1.
	A difusividade térmica é uma razão entre a condutividade térmica do material e a sua capacidade térmica por volume (produto da densidade e o calor específico do material). Considere dois materiais diferentes, "A" e "B". A razão das condutividades térmicas, densidades e calores específicos dos materiais está indicada na figura a seguir. Com base nestas informações, qual é a razão entre as difusividades térmicas dos materiais "A" e "B"?
	
	 a)
	6,32.
	 b)
	0,03.
	 c)
	0,06.
	 d)
	8,89.
	2.
	A condução de calor unidimensional em determinada geometria significa que a condução de calor é predominantemente em uma direção, sendo desprezível nas outras. Aplicando o balanço de energia no elemento fino de uma parede plana durante um pequeno intervalo de tempo, deduzimos várias equações oriundas da equação de Fourier-Biot, que podem ser aplicadas para fenômenos de condução de calor unidimensional, com ou sem geraçãode calor interna, condutividade térmica (k) constante e no estado transiente e estado permanente. Com base nestas possibilidades, faça uma análise das equações apresentadas e associe os itens, utilizando o código a seguir:
I- Equação de Poisson, aplicada à condução de calor unidimensional, com geração de calor interna, condutividade térmica constante em estado permanente.
II- Equação de Laplace, aplicada à condução de calor unidimensional, sem geração de calor interna, condutividade térmica constante em estado permanente.
III- Equação de Fourier da difusão de calor, aplicada à condução de calor unidimensional, sem geração de calor interna, condutividade térmica constante em estado transiente.
	
	 a)
	III - I - II.
	 b)
	II - I - III.
	 c)
	I - II - III.
	 d)
	II - III - I.
	3.
	A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) As condições de contorno de 1ª espécie são as que especificam a temperatura nas fronteiras do sistema.
(    ) As condições de contorno de 2ª espécie são as que envolvem a troca de calor por convecção nas fronteiras do sistema.
(    ) As condições de contorno de 3ª espécie são as que especificam o fluxo de calor conhecido nas fronteiras do sistema.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	V - V - F.
	 b)
	V - F - F.
	 c)
	F - V - V.
	 d)
	F - F - V.
	4.
	A difusividade térmica é uma razão entre a condutividade térmica do material e a sua capacidade térmica por volume (produto da densidade e o calor específico do material). Considere dois materiais diferentes, "A" e "B". A razão das condutividades térmicas, densidades e calores específicos dos materiais está indicada na figura a seguir. Com base nestas informações, qual é a razão entre as difusividades térmicas dos materiais "A" e "B"?
	
	 a)
	4882.
	 b)
	17,1.
	 c)
	0,06.
	 d)
	0,1.
	5.
	A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Informações relacionadas a condições de contorno na superfície do problema podem ser temperatura conhecida ou fluxo de calor conhecido.
(    ) Condições de contorno são expressões matemáticas que estabelecem as condições térmicas nas fronteiras do sistema em análise.
(    ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado (regime) permanente gera apenas uma constante de integração (C1).
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	F - V - V.
	 b)
	V - F - F.
	 c)
	V - V - F.
	 d)
	F - F - V.
	6.
	A equação geral da condução de calor é baseada em uma vasta evidência experimental e sua dedução é feita a partir de um balanço de energia em um elemento infinitesimal de volume, geralmente em coordenadas retangulares, cilíndricas e esféricas. Com base nos termos da equação geral da condução de calor, analise as sentenças a seguir:
I- O termo 'g' da equação geral da condução de calor é a geração de calor interna por unidade de volume.
II- O termo de geração de calor só está presente na equação geral da condução de calor quando o fenômeno ocorre em estado (regime) transiente.
III- Na maioria das aplicações práticas da condução de calor, a condutividade térmica (k) do material pode ser assumida como um valor constante.
Assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	Somente a sentença II está correta.
	 b)
	Somente a sentença III está correta.
	 c)
	As sentenças I e II estão corretas.
	 d)
	As sentenças I e III estão corretas.
	7.
	A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) As condições de contorno são úteis para encontrar a solução particular do problema de condução de calor, expresso na equação da distribuição de temperatura.
(    ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado (regime) transiente gera uma constante de integração para o termo transiente da equação, geralmente especificado pela condição inicial do problema (temperatura no tempo igual a zero).
(    ) O processo de integração da equação geral da condução de calor unidimensional em estado (regime) transiente não gera constantes de integração (C1 e C2) para a direção do sistema de coordenadas geométricas na equação da distribuição de temperatura.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	F - V - F.
	 b)
	V - F - F.
	 c)
	V - V - F.
	 d)
	F - F - V.
	8.
	A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, analise a condução de calor unidimensional sem geração em regime permanente na parede ilustrada e avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I- Em x=0, temos apenas uma condição de contorno definida, sendo esta condição de contorno de 1ª espécie ou de temperatura conhecida.
PORQUE
II- O fluxo conhecido de 40W/cm² não pode ser especificado na mesma fronteira para que a equação da distribuição de temperatura pela espessura da parede, T(x), possa ser determinada. 
Assinale a alternativa CORRETA:
	
	 a)
	As asserções I e II são proposições falsas e a asserção II não é uma justificativa correta da asserção I.
	 b)
	As asserções I e II são proposições verdadeiras e a asserção II é uma justificativa correta da asserção I.
	 c)
	A asserção I é uma proposição falsa e a asserção II é uma proposição verdadeira.
	 d)
	A asserção II é uma proposição falsa e a asserção I é uma proposição verdadeira.
	9.
	A difusividade térmica é uma razão entre a condutividade térmica do material e a sua capacidade térmica por volume (produto da densidade e o calor específico do material). Considere dois materiais diferentes, "A" e "B". A razão das condutividades térmicas, densidades e calores específicos dos materiais está indicada na figura a seguir. Com base nestas informações, qual é a razão entre as difusividades térmicas dos materiais "A" e "B"?
	
	 a)
	1,7.
	 b)
	2,1.
	 c)
	0,14.
	 d)
	0,86.
	10.
	A equação geral da condução de calor desenvolvida a partir do balanço de energia do elemento diferencial no volume não leva em consideração as condições térmicas nas fronteiras ou contorno das superfícies do elemento de volume. Portanto, precisamos inserir informações adicionais chamadas de condições de contorno e condição inicial. Com base neste conceito, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) As condições de contorno são úteis para modelar matematicamente a equação que descreve a distribuição de temperatura por uma parede plana sujeita à condução de calor.
(    ) Condições de contorno são expressões matemáticas que definem o balanço de energia no volume de controle analisado em um processo de condução de calor.
(    ) O processo de integração da equação geral da conduçãode calor unidimensional em estado (regime) permanente gera duas constantes de integração (C1 e C2) na equação da distribuição de temperatura.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	V - F - V.
	 b)
	V - F - F.
	 c)
	F - V - F.
	 d)
	F - V - V.
P