APOL 2 - TRANSFERENCIA DE CALOR

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Questão 1/10 - Transferência de Calor 
O coeficiente global de troca térmica é a medida da habilidade global de uma série de barreiras 
condutivas e convectivas para transferir calor. É comumente aplicado ao cálculo de transferência 
de calor em trocadores de calor, mas pode também ser aplicado no cálculo de conforto térmico e 
outras aplicações. A expressão geral usada para esses cálculos é semelhante à Lei de Newton do 
resfriamento: 
q=UAΔΔT =UA(T84 - T81) 
 Em que: q = calor trocado envolvendo transferência por condução e por convecção de calor (W) 
U = coeficiente global de troca térmica (W/m2K) A = área da seção transversal ao sentido de fluxo 
de calor ?T = (T84 - T81) = variação global da temperatura entre a temperatura interna e a externa 
do volume de controle (K). 
Como observações gerais a respeito do coeficiente global de troca térmica, temos que: 
 
A Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que 
leva a elevados valores de U; 
A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, 
portanto, seus coeficientes globais são baixos. 
 
B Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que 
leva a baixos valores de U; 
A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, 
portanto, seus coeficientes globais são elevados. 
 
C Fluidos com elevadas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos elevados, o 
que leva a baixos valores de U; 
A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, 
portanto, seus coeficientes globais são baixos. 
 
D Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que 
leva a baixos valores de U; 
A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, 
portanto, seus coeficientes globais são baixos. 
 
Questão 2/10 - Transferência de Calor 
Sobre o corpo negro, temos que: 
1. O corpo negro é o absorvedor ideal de radiação térmica, independentemente do comprimento de 
onda e de direção. 
2. O corpo negro é o emissor ideal de radiação térmica a uma dada temperatura, para um 
comprimento de onda, independentemente da direção. 
3. O corpo negro emite radiação térmica por difusão, ou seja, para o meio em todas as direções. 
Como o absorvedor e o emissor ideal, o corpo negro é adotado como um padrão para comparar as 
propriedades radiantes de superfícies reais, chamadas de corpos cinzentos. 
É importante notar que nenhuma superfície é um corpo negro. É o padrão de comparação para 
superfícies reais. É o absorvedor e emissor perfeito. Uma superfície real tem poder emissivo 
menor que o do corpo negro. A relação entre o poder emissivo real e o do corpo negro é a 
emissividade,εε . A emissividade varia de 0 (corpo branco) a 1 (corpo negro). 
Kirchhoff desenvolveu uma lei para a radiação, estabelecendo que: 
 
A A absortividade de um material é igual à emissividade. 
 
B A absortividade de um material é igual à condutibilidade. 
 
C A absortividade de um material é igual à refletividade. 
 
D A absortividade de um material é igual à resistividade. 
 
Questão 3/10 - Transferência de Calor 
O conforto térmico é um conceito subjetivo, determinado pelas condições de temperatura e 
umidade que proporcionam bem-estar aos seres humanos. Essa noção pode ser estendida, em 
ambientas de produção industrial, para os equipamentos e as instalações. Porém, o foco da noção 
de conforto térmico em termos de produção industrial é a resultante de temperatura e umidade que 
levarão às melhores condições de produtividade por parte dos funcionários. Em termos básicos, o 
conforto térmico trata da sensação de calor ou frio que sentimos. Essa sensação se deve a alguns 
fatores do ambiente de trabalho, como: 
 
A Umidade relativa do ambiente, temperatura e movimento do ar, e temperatura superficial da pessoa. 
 
B Umidade relativa do ambiente, temperatura e movimento do ar, e idade da pessoa. 
 
C Iluminação do ambiente, temperatura e movimento do ar, e idade da pessoa. 
 
D Iluminação do ambiente, temperatura e movimento do ar, e temperatura superficial da pessoa. 
 
Questão 4/10 - Transferência de Calor 
Uma aleta circular de liga de alumínio puro é montada em um tubo aquecido de 1’’ de raio 
externo. A aleta tem espessura constante de 0,5mm e um raio externo de 25,4mm. Considerando 
que a temperatura da parede do tubo está a 127°C, determinar o calor perdido pela aleta, sabendo 
que o ar ambiente está a 27°C e tem h=24W/m2. 
 
1” = 25,4. 10-3 m 
 
 
 
 
A q = 1,852 W 
 
B q = 18,52 W 
 
C q = 185,2 W 
 
D q = 1852 W 
 
Questão 5/10 - Transferência de Calor 
Trocadores de calor são equipamentos destinados a transferir calor de um fluido para outro, sendo 
que esses fluidos podem estar separados por uma parede sólida ou podem trocar calor diretamente 
entre si. São encontrados em várias funções na indústria e no cotidiano, tais como condicionadores 
de ar, refrigeradores, aquecedores, condensadores, evaporadores, secadores, torres de refrigeração, 
caldeiras e outros. 
Os trocadores podem ser classificados de acordo com o arranjo de escoamento e tipo de 
construção. Quanto ao tipo de escoamento, os trocadores podem ser: 
 
A Paralelos, opostos e tubulares. 
 
B Paralelos, opostos e cruzados. 
 
C Paralelos, opostos e helicoidais. 
 
D Paralelos, opostos e em feixe. 
 
Questão 6/10 - Transferência de Calor 
A carga térmica da insolação é a quantidade de calor por insolação que penetra em um ambiente, 
resultante de inter-relação de três fatores: 
 Energia refletida (qR) 
 Energia absorvida (qA) 
 Energia passante (qP) 
Energia refletida é a parte da insolação que o vidro não permite que passe através dele, sendo, 
portanto, refletida. Energia absorvida é a parte da insolação que o vidro absorve e que, por 
consequência, não atinge o ambiente. A energia passante é aquela que efetivamente atinge o 
ambiente, levando ao seu aquecimento. 
A expressão para o cálculo da carga térmica da insolação é: qI = K.A em que K é o coeficiente de 
transmissão de calor solar através de vidros (BTU/h ft2 ou W/m2 ), A é a área total ocupada pelas 
janelas (m2). Do que este coeficiente K depende? 
 
A Da área total ocupada pelas janelas. 
 
B Do tipo de proteção das janelas. 
 
C Da posição relativa da janela com relação ao sol na maior parte do dia 
 
D Da somatória da potência dissipada pela iluminação artificial do ambiente de trabalho. 
 
Questão 7/10 - Transferência de Calor 
Um galpão de prestação de serviços de usinagem possui iluminação artificial com lâmpadas 
fluorescentes com 14 lâmpadas de 1000 LUX cada, possui também 3 tornos convencionais com 
motor de 1,5 CV e rendimento 89% e um torno CNC, com motor de potência de 3CV e 
rendimento de 92%, mais um computador para comandos, com um funcionário para cada torno. 
Além destes, há mais um funcionário de apoio, para pegar matéria prima para ser usinada nos 
tornos e levar o produto acabado para o setor de armazenamento e expedição. Determinar a carga 
térmica devida a iluminação, equipamentos e pessoas. Considerar que cada computador dissipa 
60W na forma de calor. 
 
 
 
 
 
 
A q = 28,65 W 
 
B q = 286,51 W 
 
C q = 2865,14 W 
 
D q = 28651, 40 W 
 
Questão 8/10 - Transferência de Calor 
Dois retângulos alinhados de X=50cm por Y= 50 cm são paralelos e diretamente opostos. O 
retângulo inferior está a Ti= 173 K. O superior está a Tj=273K. A distância entre os retângulos é de 
L=50 cm. Determinar o calor transferido por radiação entre as duas superfícies considerando 
ambos como corpos cinzentos com ei=0,4 e ej=0,6 e sem nenhuma outra radiação presente. 
 
 
 
 
A qi = 8,80kW qj = 19,81kW 
 
B qi = 88,0kW qj = 198,1kW 
 
C qi = 8,80W qj = 19,81W 
 
D qi = 88,0W qj = 198,1W 
 
Questão 9/10 - Transferênciade Calor 
Em um trocador de calor de tubos aletados de dois passes na carcaça e oito passes nos tubos, água 
passa nas tubulações, entrando a 27°C com uma vazão de 3,0kg/s. É sabido que a água é aquecida 
pela passagem de ar quente, que entra a 177°C, que a área de troca térmica é de 200 m2. 
Determinar a vazão do ar e sua temperatura de saída, para uma temperatura de saída da água de 
87°C. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mAR = 6,14 kg/s TSAR = 330K 
 
B mAR = 61,4 kg/s TSAR = 330K 
 
C mAR = 6,14 kg/s TSAR = 230K 
 
D mAR = 61,4 kg/s TSAR = 230K 
 
Questão 10/10 - Transferência de Calor 
Determinar a quantidade de calor por infiltração mais a ventilação, para um galpão com 20 
funcionários que tem uma porta de 90x180cm aberta constantemente e que apresenta sistema de 
ventilação industrial com névoa. Neste galpão se deseja manter internamente uma temperatura de 
24°C para uma umidade de 40%. No ambiente externo a temperatura média é de 30°C, para uma 
umidade média de 20%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A q = 6995,85 W 
 
B q = 6188,38 W 
 
C q = 807,47 W 
 
D q = 2708,38 W