Prova N1 - pronta

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Pergunta 1
Shapiro - O vapor d'água entra no condensador de uma instalação de potência a vapor a 0,1 bar e com um título de 0,95, e o condensador sai a 0,1 bar e 45°C. A água de resfriamento entra no condensador como um outro fluxo na forma líquida a 20°C e sai como líquido a 35°C sem nenhuma variação de pressão. A transferência de calor no exterior do condensador e as variações das energias cinéticas e potencial dos fluxos podem ser ignoradas. Para uma operação em regime permanente determine:
A taxa de transferência de energia do vapor d'água que se condensa para a água de resfriamento em kJ por kg de vapor que escoa através do condensador.
Dados: hf = 191,83 kJ/kg e hg = 2584,7 kJ/kg
0= - + + - - 
 = 191,83 + 0,95(2584,7-191,93) = 2465,1 kJ/kgponta
 = - = 188,45 – 2465,1 = - 2276,7 kJ/Kg
Pergunta 2
Um ambiente termicamente confortável é uma das condições que devem ser consideradas em projetos de edificações. A fim de projetar um ambiente interno com temperatura de 20 ºC para uma temperatura externa média de 35 ºC, um engenheiro considerou, no dimensionamento, um fluxo de calor através de uma parede externa de 7 W/m2 , conforme ilustra a figura abaixo.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220-1: Desempenho Térmico de edificações - Parte 1: Definições, símbolos e unidades. Rio de Janeiro 2005, p.8 (adaptado) e Callister, W. D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8. Edição. LTC, 2013, p. 669 (adaptado).    
A fim de se obter a temperatura interna desejada, qual deve ser o material selecionado, entre os apresentados na tabela acima, para composição da parede externa?
	 (A) 
	Placa de aglomerado de fibras de madeira
	(B)
	Placa de madeira prensada
	(C)
	Concreto 
	(D)
	Poliestireno
	(E)
	Pedra natural
Pergunta 4
Um cilindro de latão deve ser usado em uma aplicação que exige que suas extremidades sejam mantidas rígidas. Se à temperatura ambiente 20C a barra está livre de tensões, qual é a máxima temperatura a que a barra pode ser aquecida sem que uma tensão de compressão de 172 MPa seja excedida? Suponha o módulo de elasticidade de 100 GPa para o latão. 
Dado: coeficiente de expasão térmica linear do latão é 20 x  10-6 C. 
 = - → 20°C - → = 20°C – (-86°C) → = 20°C – (-86°C) 
 = 20°C +86°C → = 106°C
Pergunta 5
O fluxo térmico que é aplicado na face esquerda de uma parede plana é q'' = 20W/m2. A parede tem espessura igual a L = 10 mm e sua condutividade térmica é k = 12 W/m.K. Se as temperaturas superficiais forem medida, sendo iguais a 50C no lado esquerdo e 30C no lado direito, condições de regime estacionário estão presentes?
= k → q” =12 W/m.K → =24000 W/
Pergunta 6
Incropera - Um fino circuito integrado de silício e um substrato de 8 mm de espessura são serapardos por uma junta de epóxi com 0,02 mm de espessura. O chip e o substrato, possuem, cada um, 10 mm de lado e suas superfícies expostas são resfriadas por ar, que se encontra a uma temperatura de 25C e fornece coeficiente convectivo de 100W/ m2 . K. Se o chip dissipar  104 W/ m2 em condições normais, ele irá operar abaixo da temperatura máxima permitida de 85C?  
Ar: 
 = 25°C
h = 100W/  . K
= += = + = = 25+50,3= 75,3°C
Pergunta 7
11- Uma sala encontra-se inicialmente á temperatura de 25°C, que é a mesma do ambiente externo. Um grande ventilador, que consome 200W de eletricidade quando em funcionamento, é então ligado no interior da sala (Fig. 1). A taxa de transferência de calor entre a sala e o ar externo é dada por UA=( - ) onde U= 6 W/°C é o coeficiente global de transferência de calor, A = 30 é a área das superfícies da sala e e são as temperaturas do ar interno e externo, respectivamente. Determine a temperatura do ar interno quando são estabelecidas condições de operação em regime permanente. Selecione a opção com a resposta correta.
( ) 36,1 °C
( ) 16,8 °C
( X ) 26,1 °C
( ) 10,7 °C
( ) 13,1 °C
Pergunta 9
A parede de um forno industrial é construída com tijolo refratário com 0,15 m de espessura, cuja condutividade térmica é de 1,7 W/(m · K). Medidas efetuadas ao longo da operação em regime estacionário revelam temperaturas de 1400 e 1150 K nas paredes interna e externa, respectivamente. Qual é a taxa de calor perdida em uma parede que mede 0,5 m × 1,2 m?
Resistência Térmica:
= → →
Fluxo de Calor:
q = → q = → q =1699,524W