1LISTA DE EXERCICIOS 1_com gabarito - Copia _ Passei Direto

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Impresso por Bruno Henrique, CPF 018.353.026-88 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e
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Curso: Turma: 
Disciplina: FENÔMENOS DE TRANSPORTE Turno: 
Professor (a): JOSIANE OLIVEIRA Data: 
Aluno: 
 
 
 
 
1-Uma parede de concreto com área superficial de 20m e espessura 0,3m , separa uma sala 2
com ar condicionado do ar ambiente. A temperatura interna da parede é mantida a 25ºC , e a 
condutividade térmica do concreto é 1W/m.K. Determine a perda de calor através da parede 
externa para temperaturas ambientes na faixa de -15ºC a 38ºC , que correspondem aos extremos 
inverno e verão , respectivamente. (resp. 2667 W) 
 
 
 
2- Uma janela de vidro, com W = 1 m de largura e H = 2 m de altura, tem espessura de 5 mm e 
uma condutividade térmica de k temperaturas das v= 1,4 W/(m ∙ K). Se em um dia de inverno as
superfícies interna e externa do vidro são de 15°C e 20°C, respectivamente, qual é a taxa de −
perda de calor através do vidro? Para reduzir a perda de calor através da janela, é costume usar 
janelas de vidro duplo nas quais as placas de vidro adjacentes são separadas por uma camada de 
ar. Se o afastamento entre as placas for de 10 mm e as temperaturas das superfícies do vidro em 
contato com os ambientes estiverem nas temperaturas de 10°C e qual é a taxa de perda −15°C,
de calor em uma janela de 1 m × 2 m? A condutividade térmica do ar é ka = 0,024 W/(m . ∙ K)
Resp qv = 19600W ; qar= 120W 
 
 
 
3ª UNIDADE 
LISTA DE EXRCÍCIOS Transferência de calor –
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3- Um recipiente barato para alimentos e bebidas é fabricado com poliestireno (k=0,023 
W/(mK)), com espessura de 25mm e dimensões interiores de (0,8m×0,6m×0,6m). Sob 
condições nas quais a mperatura da superfície interna, de aproximadamente 2ºC, é mantida te
por uma mistura gelo-água e a temperatura da superfície externa de 20ºC é mantida pelo 
ambiente, qual é o fluxo térmico através das paredes do ambiente? Considerando desprezível o 
ganho de calor pela base do recipiente ( 0,8m x 0,6m), qual é a carga térmica total para as 
condições especificadas? Resp: 35,9W 
 
 
4- Você experimenta um resfriamento por convecção toda vez que estende sua mão para fora 
da janela de um veículo em movimento ou que a imerge em uma corrente de água fria. Com a 
superfície de sua mão a uma temperatura de 30ºC, determine o fluxo de calor por convecção 
para (a) o caso de um veículo a 35 km/h em meio ao ar a -5ºC e com coeficiente de 
transferência de calor por convecção de 40W/m K, e para (b) uma corrente de água com 2
velocidade de 0,2m/s, temperatura de 10oC e coeficiente de transferência por convecção de 
900W/m2K. Qual a condição que o faria sentir mais frio? Compare estes resultados com uma 
perda de calor de aproximadamente 30W/m para condições ambiente normais. 2 
 
Resp: a) qar= 1,400 w/m b) 18,000 2 w/m2
 
 
5- Sob condições nas quais a mesma temperatura em um quarto é mantida por um sistema de 
aquecimento ou resfriamento, não é incomum uma pessoa sentir frio no inverno e estar 
confortável no verão. Forneça uma explicação razoável para esta situação (apoiada em 
cálculos), considerando um quarto cuja temperatura ambiente seja mantida a 20ºC ao longo do 
ano, enquanto suas paredes encontram-se normalmente a 27ºC e 14ºC no verão e no inverno 
respectivamente. A superfície exposta de uma pessoa no quarto pode ser considerada a uma 
temperatura de 32ºC ao longo do ano, com uma emissividade 0,90. O coeficiente associado a 
transferência de calor por convecção natural entre a pessoa e o ar do quarto é de 
aproximadamente 2W/(m .K) 2
 
Resp. qrad= 28,3 w/m2 qrad= 95,4 w/m2 
 
 
 
 
 
 
 
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6-Um recipiente fechado (garrafa térmica) cheio de café quente encontra-se em uma 
sala cujo ar e paredes estão a uma temperatura fixa. Identifique todos os processos 
que contribuem para o resfriamento do café. Comente sobre as características que 
contribuiriam para um melhor projeto do recipiente. (Obs: o recipiente é constituído 
por um frasco de plástico, um espaço contento ar e outro invólucro plástico) 
 
 
 
 
 
 
7- A parede externa de uma casa é composta por um a camada de 20 cm de 
espessura de tijolo comum e uma camada de 5 cm de gesso. Qual a taxa de 
transferência de calor por unidade de área, se a face externa da parede se encontra à 
35 °C e a face interna à 20 °C? Dados: k = 0,69 W/m.K , k = 0,48 W/m.Ktijolo gesso 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8- A base de concreto de um porão tem 11 metros de comprimento, 8 m de largura e 
0,20 m de espessura. Durante o inverno, as temperaturas são normalmente de 17°C e 10°C em 
suas superfícies superior e inferior, respectivamente. Se o concreto tiver uma 
condutividade térmica de 1,4 W/m.K, qual é a taxa de perda de calor através da base? 
(Resp. 4312 W) 
 
 
 
9- As temperaturas interna e externa de uma janela de vidro com 5 mm de espessura 
são de 15°C e 5°C. Qual é a perda de calor através de uma janela com dimensões de 
1 m por 3 m? A condutividade térmica do vidro é de 1,4 W/m.K. (Resp. 8400 W) 
 
 
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10-O teto de um carro em um estacionamento absorve um fluxo solar radiante de 800 
W/m². A superfície inferior do teto encontra-se isolada termicamente. O coeficiente de 
transferência de calor por convecção entre o teto do carro e o ar ambiente é de 12 W/m².K. a) 
Desprezando a troca térmica por radiação com a vizinhança, calcule a temperatura do 
teto em condições de regime estacionário se a temperatura do ar ambiente for de 
20°C. b) Para a mesma temperatura do ar ambiente, calcule a temperatura do teto 
para uma emissividade de sua superfície igual a 0,8. (Resp. a) 86,7°C / b) 47°C) 
 
 
 
11- O coeficiente de transferência convectiva de calor entre uma superfície a 40º C e 
o ar ambiente, a 20º C, é de 20W/m .K . Calcular o fluxo de calor que sai da 2 
superfície por convecção. 
 
 
12-O ar a 300º C sobre uma chapa plana de 0,50 m por 0,25m . Se o coeficiente de 
transferência convectiva de calor for 24020W/m .K, determinar a taxa de 2 
transferência de calor através de uma face da chapa quando a temperatura for 
mantida a 40ºC.