APOL 1- TRANSFERENCIA DE CALOR

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Questão 1/10 - 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 ? 
Nota: 10.0 
 
A q = 754 kW 
Você acertou! 
Conforme procedimento de resolução do Caderno de Exercícios, Aula 2, Tema 4: 
 
qx = 37,7. 100. (16/0,08) 
 
qx = 754 kW 
 
B q = 754 W 
 
C q = 7,54 kW 
 
D q = 7,54 W 
 
Questão 2/10 - Transferência de Calor 
Ar a 30°C escoa sobre uma tubulação de radiador automotivo de Cobre de 12m de 
comprimento, diâmetro externo de 4,76mm e espessura de parede de 0,56mm. Determinar 
a quantidade de calor trocada por convecção entre o ar e a tubulação, sabendo que a 
superfície desta está a 227°C. 
Considerar h=165 W/m2. 
Nota: 10.0 
 
A 5833 kW 
 
B 583,3 kW 
 
C 58,33 kW 
 
D 5,833 kW 
Você acertou! 
Resposta: Conforme Aula 1 tema 4 e Aula Prática 1 
Primeiro ajustamos as unidades: 
4,76mm = 4,76. 10-3 m e 0,56mm = 0,56 .10-3 m 
30°C = 303K e 227°C = 500K 
Formulário: Lei de Newton da Convecção: q = h.A.ΔΔT 
 
 
 
Questão 3/10 - 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 calor 
unidirecional que passa por esta parede, sabendo que a temperatura externa média é 
de 28ºC e a temperatura interna média deve ser mantida a 21ºC ? 
Nota: 10.0 
 
A ˙qq˙ = 137,4 kW 
 
B ˙qq˙ = 13,74 kW 
 
C ˙qq˙ = 137,4W 
 
D ˙qq˙ = 13,74W 
Você acertou! 
Conforme Aula 2, Tema 4: 
 
˙qq˙= (301-294) / [(0,019/0,058) + (0,2/1,1)] 
 
˙qq˙ = 13,74 W 
 
Questão 4/10 - 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? 
Nota: 10.0 
 
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 
Você acertou! 
Conforme aula 2, Tema 1 : 
 
representa a condutibilidade térmica do material 
 
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? 
Nota: 10.0 
 
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. 
Você acertou! 
Conforme aula1, tema 3: 
 
Lei de Fourier da condução. 
 
Questão 6/10 - 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? 
Nota: 10.0 
 
A Calor é a energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e, portanto, a transferê
da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço. 
Você acertou! 
Segundo anexo 1 , tema 1 da aula 1 
 
Calor é a energia que pode ser transferida por meio de interações de um sistema com a sua vizinhança e a transferência de cal
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, p
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 transfer
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, p
independentemente da diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança, no espaço. 
 
Questão 7/10 - Transferência de Calor 
Em uma fábrica de carvão vegetal está sendo aproveitado o calor do gás que sai do forno 
para fazer a secagem da madeira em um secador. Sabendo que este gás perde calor 
durante o escoamento, trocando calor com o duto até chegar no secador, é desejado 
determinar a quantidade de calor que este gás transferiu para o duto, para definir o processo 
de secagem da madeira. 
Isso será feito de acordo coma Lei de Newton da convecção: 
q = ∫∫ h. dA . dT 
Sabendo que a área da superfície de contato entre o fluido e o duto é de 3,77m2 , que a 
temperatura do gás à montante da superfície de contatocom o duto é de 120°C e a 
temperatura média do duto é de 40°C, determinar esta quantidade de calor transferida. 
Considerar o coeficiente de transferência de calor por convecção do gás como 25 W/m2K. 
Nota: 10.0 
 
A q = - 7,54 kW 
Você acertou! 
Conforme procedimento de resolução do Caderno de Exercícios para a Aula 1, Tema 4: 
 
q = h.A.ΔΔT 
 
q = 25. 3,77. - 80 
 
q = - 7,54 kW 
 
B q = - 7,54 W 
 
C q = - 75,4 kW 
 
D q = - 75,4 W 
 
Questão 8/10 - Transferência de Calor 
Determinar o fluxo de calor transferida por convecção de um fluido para a superfície 
de um sólido, sabendo que a temperatura do fluido à montante da superfície é de 65°C 
e a temperatura da superfície do sólido é mantida a 40°C. Considerar o coeficiente de 
transferência de calor por convecção como 24 W/m2K. 
 
 
Nota: 10.0 
 
A q' = - 6000 kW/m2 
 
B q' = - 6000 W/m2 
 
C q' = - 600 W/m2 
Você acertou! 
Conforme procedimento de resolução do caderno de exercícios, Tema 4 Aula 1: 
 
q' = - 600 W/m2 
 
D q' = - 600 kW/m2 
 
Questão 9/10 - 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. 
 
 
 
 
Nota: 10.0 
 
A 54,9 W/m2 
 
B 549 W/m2 
 
C 5490 W/m2 
 
D 5,49 W/m2 
Você acertou! 
 
 
Questão 10/10 - Transferência de Calor 
Considere os processos de transferência de calor por radiação na superfície de um corpo de 
radiação ideal, chamada de corpo negro. A radiação emitida por essa superfície tem sua 
origem na energia térmica da matéria. Essa energia é delimitada pela superfície e pela taxa 
na qual a energia é liberada por unidade de área (W/m2 ), sendo chamada de poder emissivo 
da superfície (E). E = q/A. 
Há um limite superior para o poder emissivo, o qual é determinado pela equação: q = = 
σσ .A.T 4 
Esta equação representa qual lei da transferência de calor? 
Nota: 10.0 
 
A Lei de Carnot da radiação. 
 
B Lei de Stefan-Boltzmann da radiação. 
Você acertou! 
Conforme Aula 1, Tema 5: 
 
Lei de Stefan-Boltzmann da radiação. 
 
C Lei de Newton da radiação. 
 
D Lei de Fourier da radiação.