APOL 1 TRANSFERÊNCIA DE CALOR 2021

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APOL 1 TRANSFERÊNCIA DE CALOR 2021
Questão 1/10 - Transferência de Calor 
Muitas vezes se observa, nos dias de verão, vapor saindo do asfalto. Isso é fruto da vaporização da água adsorvida por ele.
Algo que não se vê é o calor que o asfalto está transferindo por radiação nesta temperatura, mas que é estimada pela Lei de Stefan-Boltzmann da radiação:
q = εε. σσ . A . T4
Determinar a quantidade de calor por radiação emitida pelo asfalto com uma área de exposição de 1000m2 , sabendo que está a uma temperatura média de 40°C. Considerar sua emissividade como e=0,089.
	
	A
	q = - 48,43 W
	
	B
	q = - 484,3 W
	
	C
	q = -48,43 kW
	
	D
	q = - 484,3 kW
Questão 2/10 - Transferência de Calor 
A vida existe em nosso planeta porque há transferência de calor do Sol para a Terra. O primeiro grande salto da humanidade ocorreu quando dominamos a tecnologia do fogo, usando-o para assar alimentos e aquecer cavernas – utilizando novamente a transferência de calor. A Revolução Industrial ocorrida entre 1760 e 1870 na Inglaterra e depois estendida para a Europa e o resto do mundo só aconteceu pelo uso da transferência de calor em máquinas a vapor para mover teares. Posteriormente, essa revolução foi impulsionada usando a transferência de calor para a fundição do aço, a invenção do motor a explosão e da locomotiva a vapor. Hoje, a transferência de calor está presente em todos os processos industriais, tanto nos equipamentos quanto no conforto térmico dos trabalhadores.
Em termos conceituais, qual a relação entre o calor e a transferência de calor?
	
	A
	Calor é a energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e, portanto, a transferência de calor é a energia térmica em trânsito, em virtude da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço.
	
	B
	Calor é a energia térmica em trânsito que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e, portanto, a transferência de calor é a energia que existe em virtude da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço.
	
	C
	Calor é a energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e, portanto, a transferência de calor é a energia térmica em trânsito, independentemente de qualquer diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço.
	
	D
	Calor é a energia térmica em trânsito que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e, portanto, a transferência de calor é a energia que existe, independentemente da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço.
Questão 3/10 - Transferência de Calor 
Considerando que um muro de 250 m2 esteja a uma temperatura aproximada de 39°C e tendo como valor de emissividade do tijolo comum da ordem de 0,92, determinar a quantidade de calor por radiação emitida pelo muro em questão.
	
	A
	q = 123,569 W
	
	B
	q = 1235,68 W
	
	C
	q = 12356,8 W
	
	D
	q = 123568 W
Questão 4/10 - Transferência de Calor 
Uma tubulação de aço Inox do tipo AIS 304 de 26,9mm de diâmetro externo e 1,4mm de espessura de parede é revestido externamente com poliestireno pérolas moldadas com 15mm de espessura. Sabendo que dentro do tubo circula nitrogênio líquido a -73°C e que o ambiente externo tem uma temperatura média anual de 25°C, determinar o fluxo de calor do ambiente externo para a tubulação.
	
	A
	54,9 W/m2
	
	B
	549 W/m2
	
	C
	5490 W/m2
	
	D
	5,49 W/m2
Questão 5/10 - Transferência de Calor 
Processos de transferência de calor podem ser quantificados por meio de equações de taxa apropriadas. Quando se tem um gradiente de temperatura dentro de uma substância homogênea, isso resulta em uma taxa de transferência de calor dada pela equação: q = -k.A (∂∂T/∂∂x)
Em que: q = quantidade de calor (W) k = condutividade térmica (W/m.K) A = área da seção transversal (m2 ) 
e (∂∂T/∂∂x) = gradiente de temperatura na direção normal à área de seção transversal (K/m).
Esta expressão representa qual lei de transferência de calor?
	
	A
	Lei de Carnot da condução.
	
	B
	Lei de Stefan-Boltzmann da condução.
	
	C
	Lei de Newton da condução.
	
	D
	Lei de Fourier da condução.
Questão 6/10 - Transferência de Calor 
Independentemente da natureza do processo de transferência de calor por convecção, quando um fluido está em contato com a superfície de um sólido com temperatura diferente desse fluido, a equação apropriada para a taxa de transferência possui a forma: 
dq = h. A. ∫∫dT  que integrada fica q = h. A. (TS - T∞∞).
onde: q é a quantidade de calor transferida por convecção (W); h corresponde ao coeficiente de transferência de calor por convecção (W/m2 .K); A é a área da superfície de troca térmica (m2 ); TS é a temperatura da superfície de troca térmica (K); e T∞∞ a temperatura do fluido à montante da área superficial de troca térmica (K).
Esta equação representa qual lei de transferência de calor?
	
	A
	Lei de Carnot da convecção.
	
	B
	Lei de Stefan-Boltzmann da convecção.
	
	C
	Lei de Newton da convecção.
	
	D
	Lei de Fourier da convecção.
Questão 7/10 - Transferência de Calor 
Considere uma barra cilíndrica de material conhecido tem sua superfície lateral isolada termicamente, conforme figura abaixo:
Mantendo os valores de ΔΔT e ΔΔx constantes, variando A, qx irá variar de forma diretamente proporcional à A (aumentando A, qx aumentará). De modo análogo, mantendo A e ΔΔx constantes, qx variará de forma diretamente proporcional à ΔΔT (quanto maior ΔΔT, maior será qx). Entretanto, mantendo ΔΔT e A constantes, qx irá variar inversamente com ΔΔx (quanto maior for ?x, menor será qx). Assim, podemos afirmar que: 
qx= αα.A.(ΔΔT/ΔΔx)
Onde: qx = quantidade de calor transferido por condução (W)  αα= relação de proporcionalidade A = área da seção transversal (m2 ) ΔΔT = variação da temperatura entre as faces (K) ΔΔx = variação da distância ao longo do eixo x (m).
Essa proporcionalidade está diretamente relacionada com a capacidade que o meio tem de conduzir calor.
Reescrevendo a equação anterior, estabelecendo uma constante de proporcionalidade entre as variáveis, teremos: 
qx = k. A. (ΔΔT/ΔΔx).
O que representa k nesta equação?
	
	A
	A constante de Stefan-Boltzmann da condução do material
	
	B
	A emissividade do material
	
	C
	a constante de convecção
	
	D
	a condutibilidade térmica do material
Questão 8/10 - Transferência de Calor 
Para a análise da troca de calor de um ambiente de trabalho, foi proposto determinar a transferência de calor por unidade de área, ou seja, o fluxo de calor, em regime permanente, deste ambiente, tomando como base a Lei de Fourier da Condução.
Lei de Fourier da condução:  ∫∫dq = ∫∫k.dA.(∂∂T/∂∂x)
Sabendo que este fluxo de calor ocorrerá através de uma placa homogênea de 38 mm de espessura 
(k= 0,23W/m K) , cuja face interna está a uma temperatura constante de 24ºC e cuja face externa está a uma temperatura média de 20ºC, qual será seu valor? 
	
	A
	q'= - 2,42 W/m2
	
	B
	q'= - 2,42 kW/m2
	
	C
	q'= - 24,2 W/m2
	
	D
	q'= - 24.2 kW/m2
Questão 9/10 - Transferência de Calor 
Sempre é importante, em especial para laboratórios de controle de qualidade, manter uma temperatura interna mais adequada aos equipamentos e funcionários. Então, normalmente, se busca nas construções uma composição de paredes que permita um bom isolamento térmico. Os componentes selecionados são isolantes térmicos e se busca uma troca de calor mínima do sistema com as vizinhanças, usando a Lei de Fourier aplicada a paredes compostas para fazer a determinação do fluxo de calor por metro quadrado de parede:
˙qq˙ = ΔΔT / [(ΔΔxA/kA + ΔΔxB/kB)]
Os materiais destes componentes de parede são selecionados em função de suas condutividades térmicas, como as tabeladas abaixo.
Considerando que uma parede de um laboratório de controle de qualidade é composta de uma camada interna de azulejo de 19mm de espessura e camada externa de bloco de concreto com 2 furos retangulares de 20cm de espessura. Qual será o fluxo de calorunidirecional que passa por esta parede, sabendo que a temperatura externa média é de 28ºC e a temperatura interna média deve ser mantida a 21ºC ?
	
	A
	˙qq˙ = 137,4 kW
	
	B
	˙qq˙ = 13,74 kW
	
	C
	˙qq˙ = 137,4W
	
	D
	˙qq˙ = 13,74W
Questão 10/10 - Transferência de Calor
É bastante usual vermos galpões industriais com paredes de chapas de aço galvanizado, que nada mais é que um aço com baixo teor de cromo. Como o aço é um metal, apresentará uma boa condutividade térmica, o que afetará o conforto térmico do ambiente de trabalho. 
Dá inclusive para estimar a quantidade de calor que uma parede de aço galvanizado transfere para este ambiente.
Para isso é usada a Lei de Fourier, que, já na sua forma integrada, fica, considerando a parede simples :
qx = k. A. (ΔΔT/ΔΔx)
sendo que o k é obtido em tabelas como esta abaixo:
Qual a quantidade de calor em regime permanente que é transferida através de uma parede de aço galvanizado de 80 mm de espessura e 100 m2 da área , sabendo que o ambiente interno está a 25oC e o ambiente externo está a 41oC ?
	
	A
	q = 754 kW
	
	B
	q = 754 W
	
	C
	q = 7,54 kW
	
	D
	q = 7,54 W