AOL 1 Transferencia de calor 2021 2 - A

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Pergunta 1 -- /1
A figura abaixo mostra de forma generalizada a situação da qual as condições térmicas no interior de um 
sólido podem ser influenciadas de forma simultânea pela convecção, pela radiação, pela aplicação de um 
fluxo em sua superfície e pela geração interna de energia.
É considerado no instante t=0 a temperatura do sólido Ti diferente daquela do fluido (T∞) e diferente 
também da vizinhança (Tviz) e tanto o aquecimento superficial quanto o aquecimento volumétrico são 
acionados (qs” e ). Com base nessas informações análise as afirmativas e marque a opção correta.
I- O fluxo térmico imposto q ” e a condução do calor por convecção e por radiação ocorrem na região da 
superfície exclusiva A e A respectivamente.
II- Embora as transferências de calor por convecção e por radiação tenham sido postos na mesma 
superfície, as mesmas não necessariamente serão iguais (A ≠ A ).
III- Aplicando a conservação de energia em qualquer instante t, obtemos: 
q subscript downwards arrow s space " A subscript downwards arrow left parenthesis s comma a right 
parenthesis plus space left parenthesis E subscript downwards arrow g minus left square bracket h left 
parenthesis right parenthesis times left parenthesis T space minus space T subscript downwards arrow 
infinity right parenthesis plus epsilon sigma left parenthesis T to the power of upwards arrow 4 space minus 
space open square brackets T to the power of upwards arrow 4 close square brackets space v presubscript 
downwards arrow i z right parenthesis right square bracket A subscript downwards arrow s left parenthesis c 
comma r right parenthesis space equals space p V c space d T divided by d t right parenthesis times
IV- Como as transferências de calor por convecção e por radiação foram postos na mesma superfície, as 
mesmas necessariamente serão iguais (A = A ).
TRANSFERÊNCIA DE CALOR_Q20_v1.PNG
TRANSFERÊNCIA DE CALOR_Q20_v1.PNG
s
s(a) s(c,r) 
s,c s,r
s,c s,r
II e IV estão corretas 
III está incorreta
I e II estão corretas
I, II, III e IV estão corretas 
Resposta corretaI, II e III estão corretas
Pergunta 2 -- /1
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A respeito da primeira lei da Termodinâmica (Lei da conservação de Energia) assinale a alternativa correta:
Resposta correta
A primeira lei da termodinâmica diz que existe apenas uma forma da energia do 
sistema ser alterada: caso a energia ultrapasse as barreiras do sistema em 
questão.
A primeira lei pode ser aplicada em um volume de controle onde não existe a variação de massa 
do sistema.
O aumento na quantidade de energia acumulada em um volume de controle deve ser menor a 
quantidade de energia que entra no volume de controle mais a quantidade de energia que deixa o 
volume de controle.
A primeira lei da termodinâmica é na realidade apenas um enunciado que diz que a energia total 
de um determinado sistema está sempre variando, ou seja, nunca é conservada.
A primeira Lei diz as possíveis formas que a energia pode ultrapassar as barreiras do sistema. 
Em um sistema fechado (massa fixa) há apenas uma forma: transferência de calor por meio das 
fronteiras.
Pergunta 3 -- /1
Uma situação comum na vida de um engenheiro da área de ciências térmicas é a necessidade de realizar 
projetos com o objetivo de diminuir o fluxo de calor. Como por exemplo, isolamento de prédios com o intuito 
de diminuir o transporte de calor de dentro do apartamento para fora do apartamento em dias frios. 
Sabendo disso e com base nos conceitos aprendidos sobre isolamento térmico, assinale a afirmativa 
correta:
Resposta correta
Materiais fibrosos é uma classe de materiais isolantes que consistem 
basicamente de partículas de filamento de baixa densidade com pequenos 
diâmetros que preenchem o espaço vazio, podendo ainda, formar uma espécie 
de manta de isolamento.
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Materiais celulares possuem o formato de curtas e rígidas placas, é um material celular que pode 
ser aberto ou fechado. Apesar de possuir seu formato, a matéria celular pode ainda ser 
facilmente moldada por meio de métodos específicos.
Materiais celulares apresentam alto nível de porosidade quando comparado com os outros tipos 
de materiais isolantes existentes (porosidade de aproximadamente 90%).
Materiais granulares consistem grandes acumulados de partículas agrupados em um formato 
pré-determinado. Esse tipo de material é utilizado apenas nesse formato, não havendo a 
possibilidade do rearranjo estrutural.
Materiais fibrosos podem ser utilizados no formato de pó como a sílica diatomácea, vermiculite 
ou o pó de perlite.
Pergunta 4 Crédito total dado -- /1
A respeito da segunda lei da termodinâmica e da máquina térmica, assina a afirmação correta:
É importante lembrar que em um ciclo termodinâmico os estados iniciais e finais são idênticos, 
logo, as energias envolvidas no estado inicial e final também devem ser diferentes. 
A melhoria da eficiência de máquinas térmicas não é um assunto muito abordado e estudo, uma 
vez que esse assunto não possui muita relevância.
e. A segunda lei diz ainda que para um processo reversível, a razão Q /Q deve 
necessariamente ser diferente da razão das temperaturas absolutas dos reservatórios 
envolvidos no sistema.
sai entr 
Incorreta:
O cientista Kelvin Planck define a eficiência de uma máquina térmica como a fração da energia 
elétrica transferido para o interior da máquina térmica que é convertida em calor.
Resposta correta
Máquina térmica é um dispositivo capaz de realizar trabalho convertendo 
energia mecânica em energia térmica.
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Pergunta 5 -- /1
Na concepção de um trocador de calor para uma aeronave (Figura a baixo), a temperatura máxima da 
parede não deve exceder 800K quando em estado estacionário. Para as condições informadas abaixo, 
determine a unidade máxima permitida da resistência térmica por metro quadrado de uma parede de metal 
que separa um gás quente de um gás frio.
Fonte: Autoria Própria.
Informativos: 
Temperatura do gás quente Tgh = 1300 KCoeficiente de transferência de calor no lado quente = 1 = 200 
W/m²KCoeficiente de transferência de calor no lado frio = 3 = 400W/m²KTemperatura refrigerante = Tgc = 
300 K
TRANSFERÊNCIA DE CALOR_Q09_v1.PNG
TRANSFERÊNCIA DE CALOR_Q09_v1.PNG
Resposta corretaR2=0,0025 m²K/W
R2=25 m²K/W
R2=0,25 m²K/W
R2=0,025 m²K/W
R2=0,00025 m²K/W
Pergunta 6 -- /1
Assinale a alternativa que melhor define “condução”:
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Resposta corretaA condução pode ser vista como a transferência de energia das partículas mais 
energéticas para as menos energéticas de uma substância devido às interações 
entre partículas.
É a transferência de calor pela transferência de energia pelo movimento macroscópico das 
partes do fluido. Este movimento é resultado da movimentação das moléculas em razão da 
atuação de uma força externa.
É a transferência de calor pela transferência de energia pelo movimento macroscópico das 
partes do fluido. Este movimento é resultado da movimentação das moléculas em razão da 
atuação de uma força interna.
A condução está relacionada à mudança nas configurações eletrônicas nas moléculas e átomos 
que constituem a matéria em questão. A energia do campo de radiação é transportada através de 
ondas eletromagnéticas.
A condução pode ser vista como a transferência de energia das partículas menos energéticas 
para as mais energéticas de uma substância devido as interações entre partículas.
Pergunta 7 -- /1
Assinale a única alternativa correta a respeito dos conceitos e definições que englobam o método da 
capacitância global.
A essência do método de capacitância global é pensar que a temperatura do sólido não é 
uniforme no espaço a qualquer momento durante o processo transiente. Essa hipótese implica 
que os gradientes de temperatura no interior do sólido devem todos ser levados em 
consideração.
Resposta correta
Ao assumirmos que vamos desprezar o gradientede temperatura no interior do 
sólido, não podemos mais analisar o problema como sendo uma equação do 
calor, uma vez que a mesma é uma equação diferencial que descreve a 
distribuição de temperatura no interior do sólido.
A essência do método de capacitância global é pensar que a temperatura do sólido não é 
uniforme no espaço a qualquer momento durante o processo transiente. Essa hipótese implica 
que os gradientes de temperatura no interior do sólido sejam desprezíveis.
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Fórmula da capacitância global: 
fraction numerator begin display style fraction numerator p V c over denominator h A 
subscript s end fraction end style ln theta subscript i over denominator 0 end fraction equals t
 ou 
theta over theta subscript i equals fraction numerator T space minus space T subscript 
infinity over denominator T i space minus space T infinity end fraction equals e x p space open 
square brackets negative open parentheses fraction numerator h A subscript s over 
denominator p V c end fraction close parentheses t close square brackets
 As equações podem ser utilizadas para determinar o tempo necessário que um determinado 
material irá levar para alcançar uma temperatura estabelecida ou calcular a temperatura após 
determinado período de tempo.
No método da capacitância global é necessário realizar um balanço de energia global no sólido, 
o balanço deve fazer a ligação da taxa de perda de calor no interior do material com a taxa de 
variação da energia externa. 
Pergunta 8 -- /1
A respeito dos conceitos que envolvem a resistência ao contato, marque a afirmação correta:
A resistência da interface não apresenta relação com a rugosidade da superfície, da pressão que 
mantém os dois sólidos em contato, o fluido que está preso entre os dois sólidos e a 
temperatura da interface.
Quando dois sólidos estão em contato perfeito, a resistência da superfície é elevada, não 
havendo diferença de temperatura em toda sua interface. 
Incorreta:
A resistência de contato acontece quando os dois materiais que entraram em contato se ajustam 
completamente, fazendo com que haja a formação de uma fina camada de fluido (geralmente ar) 
que fica preso entre os sólidos.
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Se o fluxo de calor por meio das duas superfícies em contato é dado por q/A e a diferença de 
temperatura entre os sólidos com o fluido espaçando é de ΔTi, a resistência na interface Ri é 
definida por 
R subscript i equals fraction numerator begin display style q over A end style over 
denominator increment T subscript i end fraction
 .
Resposta correta
Em algumas aplicações do dia a dia, quando duas superfícies de condução 
diferentes são postas em contato, uma resistência térmica se faz presente entre 
as duas superfícies que passaram a ter contato.
Pergunta 9 -- /1
Assinale a única alternativa correta a respeito dos conceitos e definições que englobam a difusividade 
térmica.
a. Dentro do estudo da difusividade térmica, as propriedades de transporte abrangem a massa 
especifica (ρ), o calor especifico ( c ), o produto de ambas, conhecido como capacidade térmica 
volumétrica ρc (J/m³.K).
p
p 
O estudo da transferência de calor envolve diversas propriedades térmicas dos materiais. Essas 
propriedades recebem o nome de propriedades de transporte e é dividida em duas categorias: as 
propriedades termofísicas e as propriedades termodinâmicas.
Dentro do estudo da difusividade térmica, as propriedades termodinâmicas são referentes ao 
estado de equilíbrio do sistema, como a condutividade térmica (k) e a viscosidade cinemática 
para transferência de momento (v).
Materiais com elevado difusividade apresentam uma mudança mais lenta no que se refere às 
condições térmicas, enquanto que materiais com baixa difusividade irão responder de forma 
mais rápida levando menor tempo para atingir uma nova condição de equilíbrio.
Resposta correta
A difusividade mede a capacidade de um material de conduzir energia térmica 
em relação a sua capacidade de armazená-la.
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Pergunta 10 -- /1
A respeito da definição de transferência de calor e de energia térmica, assinale a alternativa correta:
“Transferência de Calor” ou apenas “Calor” é a soma da energia térmica com a energia elétrica 
em trânsito devido a uma diferença de temperatura no espaço. Naturalmente o calor tende a 
migrar do espaço de maior temperatura para o espaço de menor temperatura.
“Transferência de Calor” ou apenas “Calor” é a energia térmica em trânsito devido a uma 
diferença de temperatura no espaço. Desta forma o calor permanece imóvel, não havendo a 
migração do espaço de maior temperatura para o espaço de menor temperatura.
Resposta correta
“Transferência de Calor” ou apenas “Calor” é a energia térmica em trânsito 
devido a uma diferença de temperatura no espaço. Naturalmente o calor tende a 
migrar do espaço de maior temperatura para o espaço de menor temperatura. 
“Transferência de Calor” ou apenas “Calor” é a energia térmica em trânsito devido a uma 
diferença de temperatura no espaço. Naturalmente o calor tende a migrar do espaço de menor 
temperatura para o espaço de maior temperatura.
Incorreta:
“Transferência de Calor” ou apenas “Calor” é a energia mecânica em trânsito devido a uma 
diferença de temperatura no espaço. Naturalmente o calor tende a migrar do espaço de maior 
temperatura para o espaço de menor temperatura.