Problemas de Transferência de Calor

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TRANSFERENCIA DE CALOR II - PROVA DO PRIMEIRO 
BIMESTRE DE 2021 
 
1 - Um determinado sistema usa uma placa isolante de condutividade 
térmica 0,04 W/m.C, para se limitar a taxa de transferência de calor 
do sistema à 200W/m² quando a diferença de temperatura entre as 
extremidades for 200 C. Baseado nessas informações determine a 
espessura da placa. 
2 - Um sistema para aquecer água de uma temperatura de entrada 
Tm,i = 25 C até uma temperatura de saída Tm,o = 60 C envolve a 
passagem da água através de um tubo com diâmetro interno e 
externo de 20 e 40 mm, respectivamente. A superfície externa do 
tubo é bem isolada termicamente e o aquecimento elétrico no interior 
da parede fornece uma taxa uniforme de geração volumétrica = 200 
W/m3. (a) Para uma vazão mássica de água = 0,15 kg/s, qual deve 
ser o comprimento do tubo para que a água atinja a temperatura de 
saída desejada? (b) Existem condições hidrodinâmica e térmica de 
escoamento completamente desenvolvido? (c) Se a temperatura da 
superfície interna do tubo é Ts = 75 C na saída (x = L), qual é o 
coeficiente local de transferência de calor por convecção na saída? 
 
 
3 - Uma casa possui uma parede composta com camadas de 
madeira, isolamento à base de fibra de vidro e gesso, conforme 
indicado abaixo. Em um dia frio de inverno, os coeficientes de 
transferência de calor por convecção são de he= 70 W/m2.K e hi = 35 
W/m2.K, hgesso = 0,08 W/m.C, hfibra de vidro = 0,046 W/m.C e hmadeira = 
0,15 W/m.C. A área total da superfície da parede é de 350 m2. 
 
a) Para as condições dadas, calcular a resistência térmica total da 
parede, incluindo os efeitos da convecção térmica nas superfícies 
interna e externa da parede. 
b) Determine a perda total de calor através da parede. 
 
Esquema representativo das resistências térmicas 
 
4 - Um circuito integrado (chip) quadrado com lado l = 5 mm opera 
com temperatura constante. O chip está alojado no interior de um 
recipiente de modo tal que suas superfícies laterais e inferior estão 
bem isoladas termicamente, enquanto sua superfície superior 
encontra-se exposta ao escoamento de uma substância refrigerante 
a T∞ = 15 C. Sabe-se que a temperatura do chip não deve exceder a 
T= 85 C. Se a substância refrigerante é o ar, com coeficiente de 
transferência de calor por convecção correspondente de h= 200 
W/m2.K., determinar a potência máxima que pode ser dissipada pelo 
chip. 
 
 
Rconv,i RCond1 RCond2 RCond3 Rconv,e 
 
 
 
T,i T1 T2 T3 T4 T,e