LISTA DE EXERCÍCIOS 1

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1ª LISTA DE EXERCÍCIOS – Fenômenos de Transferência 2 
Prof.a Fernanda Batista de Souza 
 
1) As superfícies interna e externa de uma janela de vidro de 2m × 2m com 0,5 cm de 
espessura no inverno são de 10°C e 3°C, respectivamente. Se a condutividade térmica 
do vidro é 0,78 W/mK, determinar a perda de calor através do vidro ao longo de 5h. 
Qual seria a sua resposta se a espessura do vidro fosse 1 cm? 
 
2) As superfícies interna e externa de uma parede de tijolo de 4m × 7m, com espessura 
de 30 cm e condutividade térmica de 0,69 W/mK, são mantidas a temperaturas de 20°C 
e 5°C, respectivamente. Determinar a taxa de transferência de calor através da parede, 
em W. 
 
3) Considere uma pessoa de pé em uma sala mantida todo o tempo a 20°C. As 
superfícies internas das paredes, pisos e teto da casa estavam a uma temperatura média 
de 12°C no inverno e 23°C no verão. Determine as taxas de transferência de calor por 
radiação entre essa pessoa e as superfícies em torno no inverno e no verão, se a 
superfície exposta, a emissividade e a temperatura média da superfície da pessoa são 1,6 
m
2
, 0,95 e 32°C, respectivamente. 
 
4) Ar quente a 80°C é soprado ao longo de uma superfície plana de 2m × 4m, a 30°C. 
Se o coeficiente médio de transferência de calor por convecção é de 55 W/m
2
°C, 
determinar a taxa de transferência de calor do ar para a placa, em kW. 
 
5) Um fio elétrico de 1,4 m de comprimento e 0,2 cm de diâmetro estende-se por uma 
sala que é mantida a 20°C. O calor é gerado no fio como resultado do aquecimento da 
resistência, e a temperatura da superfície do fio é de 240°C em funcionamento 
permanente. Além disso, a queda de tensão e a corrente elétrica através do fio são 110 V 
e 3A, respectivamente. Ignorando qualquer transferência de calor por radiação, 
determinar o coeficiente de transferência de calor por convecção para transferência de 
calor entre a superfície externa do fio e o ar na sala. 
Sabe-se que : Potência= tensão×corrente (P=Vi). 
6) Considere uma caixa eletrônica selada de 20 cm de altura , cujas dimensões da base 
são 40cm × 40cm, colocada numa câmara de vácuo. A emissividade da superfície 
externa da caixa é 0,95. Os componentes eletrônicos na caixa dissipam um total de 100 
W de potência. A temperatura da superfície externa da caixa não pode ser superior a 
55°C. Se esta caixa deve ser resfriada apenas por radiação, determinar a temperatura 
que as superfícies que a rodeiam devem ser mantidas. Suponha que a transferência de 
calor da superfície inferior da caixa para o suporte seja insignificante. 
 
 
 
7) Um engenheiro que está trabalhando na análise da transferência de calor de uma casa 
em unidades inglesa necessita do coeficiente de transferência de calor por convecção da 
superfície exterior da casa. Mas o único valor que ele encontra no seu manual é de 14 
W/m
2
°C, que está em unidades SI. O engenheiro não tem um fator de conversão direto 
entre os dois sistemas de unidade para o coeficiente de transferência de calor por 
convecção. Usando os fatores de conversão entre W e Btu/h, m e ft e °C e °F, expressar 
o coeficiente de calor por convecção em Btu/hft
2
°F. 
Lembre-se: 
 
 
 
8) Considere uma pessoa de pé em uma sala a 23°C. Determinar a taxa total de 
transferência de calor, se a superfície exposta dessa pessoa e a temperatura de sua pele 
são 1,7 m
2
 e 32°C, respectivamente, e o coeficiente de transferência de calor por 
convecção é 5 W/m
2
°C. Considere a emissividade da pele e das roupas igual a 0,9, e 
assuma que a temperatura da superfície interior da sala é a mesma que a temperatura do 
ar. 
 
9) Você vivenciou um resfriamento se alguma vez estendeu sua mão para fora da janela 
de um veículo em movimento ou a imergiu em uma corrente de água. Com a superfície 
da sua mão a uma temperatura de 30°C, determine o fluxo de calor para (a) uma 
velocidade do veículo de 35 km/h no ar a -5°C, com coeficiente de 40 W/m
2
K, e para 
(b) uma corrente de água com velocidade de 0,2 m/s, temperatura de 10°C e coeficiente 
de 900 W/m
2
K. (c) Qual condição que o faria sentir mais frio? 
 
Exercícios 1.4, 1.7, 1.11, 1.16 e 1.18 do Incropera (6ª edição). 
 
GABARITO 
 
1) Para L = 0,5 cm ao longo de 5 h perde 7,86 x 107 J e Para L = 1,0 cm ao longo de 5 h 
perde 3,93 x 107 J. 
2) qx = 966 W. 
3) Inverno qrad = 167,5 W; Verão qrad =84,2 W. 
4) qconv = 22 kW. 
5) h = 170,45 W/m2°C 
6) Tviz = 23,5 °C 
7) 0,13 BTU/h ft2 °F 
8) q = 161,26 W 
9) a) 
 
b) 
 
c) Condição da letra b 
Incropera (6ª ed.) 
1.4) k = 0,1 W/mK 
1.7) L = 54 mm 
1.11) Ti – Ts = 1,1 K 
1.16) Água: Tsup = 324,8 K; Ar: Tsup = 3476,1 K 
1.18) Ar: P = 0,35 W; Líquido dielétrico: P = 5,25 W