APS 1 - Fenômenos de transportes

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Objetivo da atividade: 
Desenvolver a capacidade de formular; 
Estruturar e solucionar problemas físicos relacionados à aplicação das leis de Newton; 
Entender a Mecânica dos Fluidos e a Termodinâmica como sendo instrumentos auxiliares no processo de 
tomada de decisão; 
Aplicar conhecimentos físicos, científicos, tecnológicos e instrumentais à engenharia; 
Projetar e conduzir experimentos e interpretar resultados; 
 
Competências envolvidas: 
Reconhecer características ou propriedades de fenômenos da mecânica dos fluidos e termodinâmica, 
relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. 
Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou 
em diferentes culturas. 
Relacionar informações para compreender a instalação ou utilização de equipamentos, ou sistemas 
tecnológicos de uso comum. 
Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências 
físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem 
simbólica. 
Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos 
às finalidades a que se destinam. 
Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em 
processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais. 
Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando 
implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. 
 
Aulas de referência do caderno de estudos da disciplina: 
Aulas 1 a 8 
 
Enunciado: 
 
Resolva a lista de exercícios proposta da próxima página. 
 
OrientaçõesGerais: 
-A postagem do arquivo único deverá conter letra legível e em ordem numérica sequencial dos exercícios, 
e preferencialmente, até o dia 04/10/2020. 
 
 
 
 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIREDENTOR 
GRADUAÇÃO EM EAD 
Aluno(a): Matrícula: 
Professor: GABRIEL PEREIRA GONÇALVES 
Disciplina: FENÔMENOS DE TRANSPORTE 
 
Atividade: APS 1 Valor: 2,0 pontos Postagem: 04/10/2020 
 
 
Lista de exercício 
 
1 - Um reservatório cilíndrico possui diâmetro e case igual a 6m e altura de 8m, sabendo-se que 
o mesmo está totalmente preenchido com gasolina, determine a massa de gasolina presente 
no reservatório. (𝜌𝑔𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 845𝑘𝑔/𝑚
3). 
 
d=6m 
 
 
 
 
h=8m 
 
 
 
 
 
2 - Se um reservatório de óleo tem uma massa de 3300Kg um volume de 6,5m³, determine a 
massa específica e o peso específico do óleo. (Considere g=10m/s²) 
 
 
3 - Uma placa circular com diâmetro igual a 1,6m possui peso de 1000N, determine em Pa 
(Pascal) a pressão exercida por essa placa quando a mesma estiver apoiada sobre o solo. 
 
4 - Na figura apresentada a seguir, os êmbolos A e B possuem áreas de 55 cm² e 15 cm² 
respectivamente. Despreze os pesos dos êmbolos e considere o sistema em equilíbrio estático. 
Sabendo-se que a massa do corpo colocado em A é igual a 70 kg, determine a massa do corpo 
colocado em B 
 
d=1,6m 
P = 1000N 
5 - Uma camada de material refratário (k=1,5 kcal/h. m. °C) de 500 mm de espessura está localizada 
entre duas chapas de aço (k = 45 kcal/h. m.°C) de 63 mm de espessura. As faces da camada 
refratária adjacentes às placas são rugosas de modo que apenas 30 % da área total estão em 
contato com o aço. Os espaços vazios são ocupados por ar (k=0,013 kcal/h. m. °C) e a espessura 
média da rugosidade de 8 mm. Considerando que as temperaturas das superfícies externas da 
placa de aço são 450 °C e 130 °C respectivamente; calcule o fluxo de calor que se estabelece na 
parede composta. 
OBS: Na rugosidade, o ar está parado (considerar apenas a condução). 
 
 
 
6 - Um equipamento condicionador de ar deve manter uma sala, de 18 m de comprimento, 9 m de 
largura e 2,8 m de altura a 25 °C. As paredes da sala, de 30 cm de espessura, são feitas de tijolos 
com condutividade térmica de 0,22 Kcal/h. m.°C e a área das janelas podem ser consideradas 
desprezíveis. A face externa das paredes pode estar até a 48 °C em um dia de verão. Desprezando 
a troca de calor pelo piso e pelo teto, que estão bem isolados, pede-se o calor a ser extraído da 
sala pelo condicionador (em HP). 
OBS: 1 HP = 641,2 Kcal/h 
 
 
 
7 - Um reator de paredes planas foi construído em aço inox e tem formato cúbico com 5,5 m de 
lado. A temperatura no interior do reator é 850°C e o coeficiente de película interno são 54 kcal/h. 
m². °C. Tendo em vista o alto fluxo de calor, deseja-se isola-lo com lã de rocha (k= 0,05kcal/h. 
m.°C) de modo a reduzir a transferência de calor. Considerando desprezível a resistência térmica 
da parede de aço inox e que o ar ambiente está a 18°C com coeficiente de película 5 kcal/h. m².°C, 
calcular : 
a) O fluxo de calor antes da aplicação do isolamento; 
b) A espessura do isolamento a ser usado, sabendo-se que a temperatura do isolamento na face 
externa deve ser igual a 75 °C; 
c) A redução (em %) do fluxo de calor após a aplicação do isolamento. 
 
 
 
 
8 - A parede de um edifício tem 26 cm de espessura e foi construída com um material de k=2,8 
W/m. K. Em dia de inverno as seguintes temperaturas foram medidas: temperatura do ar interior = 
20,5°C; Temperatura do ar externo = -12°C; Temperatura da face interna da parede = 11,5°C; 
Temperatura da face externa da parede = -4,8°C. Calcular os coeficientes de película interna e 
externo à parede. 
9 - Um reator em uma indústria trabalha a 750°C em um local onde a temperatura ambiente 
é 25°C e o coeficiente de película externo é 30 Kcal/h. m². °C. O reator foi construído de aço 
inox (ε = 0,06) com 3,5 m de diâmetro e 5 m de altura. Tendo em vista o alto fluxo de calor, 
deseja-se aplicar uma camada de isolante (k= 0,05 kcal/h m.°C e ε = 0,65) para reduzir a 
transferência de calor a 15 % da atual. Temperatura externa do isolamento deve ser 60°C. 
Desconsiderando as resistências térmicas que não podem ser calculadas, pede- se: 
 
a) O fluxo de calor antes da aplicação do isolamento; 
 
b) A parcela transferida por convecção após o isolamento; 
 
 
10 - Um duto de ar quente, com diâmetro externo de 20 cm e temperatura superficial de 
85°C, está localizado num grande compartimento cujas paredes estão a 23°C. O ar no 
compartimento está a 29°C e o coeficiente de película é 7 kcal/h.m². °C. Determinar a 
quantidade de calor transferida por unidade de tempo, por metro de tubo, se: 
a) O duto é de estanho (ε = 0,12) 
b) O duto é pintado com laca branca (ε = 0,97) 
 
11 - Os dois tanques cúbicos com água são esvaziados ao mesmo tempo, pela tubulação 
indicada na figura, em 650 s. Determinar a velocidade da água na seção A, supondo 
desprezível a variação de vazão com a altura. 
 
 
 
 
12 - Ar escoa em um tubo convergente. A área da maior seção do tubo é 42 cm² e a da menor 
seção é 21 cm2. A massa específica do ar na seção (1) é 0,24 utm/m³ enquanto que na 
seção (2) é 0,18 utm/s. Sendo a velocidade na seção (1) 16 m/s, determinar a velocidade na 
seção (2) e a vazão em massa.