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Transferência de Calor

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Problema 1 - A parede exterior de um edifício é constituída por uma camada de tijolo com 10 cm de espessura e uma camada com 2,5 cm de fibra de vidro (k = 0,05 W/m ºC). Calcule o fluxo de calor através da parede para uma diferença de temperaturas de 45° C.

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Problema 1 -Um cubo tem 6 cm de aresta. a) Calcule a área de cada face do cubo. Exprima o resultado em mm2, cm2 e m2. b) Calcule o volume do cubo. Exprima o resultado em mm3, cm3 e m3.

Problema 2 -Um recipiente tem a capacidade de 3,5 litros. Exprima a capacidade em unidade do Sistema Internacional e em galões.

Problema 4 -A massa específica (volúmica) da água à pressão atmosférica e a 4ºC é de 62,4 lbm/ft3. Expresse essa quantidade em: a) g/cm3. b) Em unidades do Sistema Internacional.

Problema 5 -Um aquecimento elétrico converte perfeitamente energia elétrica em calor. Se a potência fornecida for de 1,0 kW, qual a quantidade de calor em Btu/min.

Problema 6 -A previsão meteorológica na cidade de Chicago indicava para temperaturas máximas e mínimas respectivamente 70 ºF e 40 ºF. a) Calcule a temperatura máxima e mínima em graus Celsius e Kelvin. b) Determine a amplitude térmica diária em graus Celsius e Kelvin.

Problema 7 -Utilizando as definições de unidades e dimensões deduza as expressões para: a) Converter Joule em Btu b) Converter dine-cm em Btu c) Converter Btu em kcal.

Problema 8 - A tabela de vapor apresenta os seguintes valores para o volume específico v, entalpia h e entropia s do vapor em função da temperatura Temperatura (ºF) v (ft3/lbm) hg (Btu/lbm) sg (Btu/lbm ºR) 190 40,96 1142,1 1,7934 200 33,64 1146,0 1,7764 212 26,80 1150,5 1,7568 a) Converta os valores do volume específico v, da entalpia h e da entropia s a 212_ºF, em unidades do Sistema Internacional. b) Calcule os valores de v, h e s a 90 ºC.

Problema 9 -Efectue as seguintes conversões: a) Potência - kcal/h em kW b) Condutividade térmica k – W/m ºC em Btu/h ft ºF c) Coeficiente de transferência de calor por convecção h - W/m2 ºC em Btu/h ft2 ºF.

Problema 10 -A condutividade térmica de um aço é de k = 25 Btu/h ft ºF. Determine a condutividade em unidades do Sistema Internacional.

Problema 1 -Sabendo que a potência calorífica que atravessa uma seção de um material isolante com uma área de 1,0 m2, com 2,5 cm de espessura e com uma condutividade térmica de 0,2 W/mºC é de 3kW, calcule a diferença de temperatura entre as duas faces da secção.

Problema 2 -Entre duas faces de uma placa de fibra de vidro com 13 cm de espessura impõe-se uma diferença de temperaturas de 85ºC. Sabendo que a condutividade da fibra de vidro é de 0,035_W/m ºC, calcule o fluxo de calor, através do material, por unidade de área e por hora.

Problema 3 -As temperaturas nas faces opostas de uma parede com 15 cm de espessura são de 370ºC e 93ºC. A parede é construída com um vidro especial com as seguintes propriedades: k=0,78W/m ºC, ρ = 2700 kg/m3 e Cp = 0,84 kJ/kg ºC. Calcule o fluxo de calor em condições estacionárias.

Problema 4 -Uma camada de 5 cm de amianto prensado (k = 0.161 W/m ºC) é colocado entre duas placas a 100 ºC e 200 ºC. Determine o fluxo de calor que atravessa a camada de amianto.

Problema 5 -Um determinado isolante tem uma condutividade térmica de 10×10-3 W/m ºC. Qual será a espessura necessária para provocar uma diferença de temperatura de 500 ºC, para um fluxo de 400 W/m2.

Problema 6 -Uma vazão de água de 0,5 kg/s escoa-se num tubo com 2,5 cm de diâmetro e com um comprimento de 3 m. Sobre a superfície do tubo impõe-se um fluxo de calor constante, de tal modo que a temperatura da parede é 40 ºC superior à temperatura do fluido. Calcule a taxa de transferência de calor e estime o aumento de temperatura da água.

Problema 7 -Vapor à pressão de 1 atmosfera (Tsat = 100ºC) é arrefecido ao atravessar uma placa vertical quadrada com 30x30 cm, condensando-se 3,78 kg/h. Calcule a temperatura da placa (consulte as tabelas de vapor se necessário).

Problema 8 - Calcule a potência calorífica emitida por unidade de área por um corpo negro a 1000ºC.

Problema 11 -Uma parede plana está exposta ao ar a uma temperatura de 38ºC. A parede está coberta por uma camada de isolante com 2,5 cm de espessura e com uma condutividade térmica de 1,4 W/m ºC. A temperatura da parede no lado interior do isolamento é de 315 ºC. A parede perde calor para o exterior por convecção. Calcule o coeficiente de transferência de calor por convecção que deve ser mantido do lado exterior do isolamento para que a temperatura exterior não ultrapasse os 41 ºC.

Problema 2 - Um parede composta é constituída por uma placa de cobre de 2,5 cm, uma camada 3,2 cm de asbestos e uma camada de fibra de vidro com 5 cm de espessura. A parede é submetida a uma diferença de temperatura de 560 ºC. Calcule o fluxo de calor que atravessa a parede.

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Problema 2 -Um recipiente tem a capacidade de 3,5 litros. Exprima a capacidade em unidade do Sistema Internacional e em galões.

Problema 4 -A massa específica (volúmica) da água à pressão atmosférica e a 4ºC é de 62,4 lbm/ft3. Expresse essa quantidade em: a) g/cm3. b) Em unidades do Sistema Internacional.

Problema 5 -Um aquecimento elétrico converte perfeitamente energia elétrica em calor. Se a potência fornecida for de 1,0 kW, qual a quantidade de calor em Btu/min.

Problema 6 -A previsão meteorológica na cidade de Chicago indicava para temperaturas máximas e mínimas respectivamente 70 ºF e 40 ºF. a) Calcule a temperatura máxima e mínima em graus Celsius e Kelvin. b) Determine a amplitude térmica diária em graus Celsius e Kelvin.

Problema 7 -Utilizando as definições de unidades e dimensões deduza as expressões para: a) Converter Joule em Btu b) Converter dine-cm em Btu c) Converter Btu em kcal.

Problema 9 -Efectue as seguintes conversões: a) Potência - kcal/h em kW b) Condutividade térmica k – W/m ºC em Btu/h ft ºF c) Coeficiente de transferência de calor por convecção h - W/m2 ºC em Btu/h ft2 ºF.

Problema 10 -A condutividade térmica de um aço é de k = 25 Btu/h ft ºF. Determine a condutividade em unidades do Sistema Internacional.

Problema 1 -Sabendo que a potência calorífica que atravessa uma seção de um material isolante com uma área de 1,0 m2, com 2,5 cm de espessura e com uma condutividade térmica de 0,2 W/mºC é de 3kW, calcule a diferença de temperatura entre as duas faces da secção.

Problema 2 -Entre duas faces de uma placa de fibra de vidro com 13 cm de espessura impõe-se uma diferença de temperaturas de 85ºC. Sabendo que a condutividade da fibra de vidro é de 0,035_W/m ºC, calcule o fluxo de calor, através do material, por unidade de área e por hora.

Problema 3 -As temperaturas nas faces opostas de uma parede com 15 cm de espessura são de 370ºC e 93ºC. A parede é construída com um vidro especial com as seguintes propriedades: k=0,78W/m ºC, ρ = 2700 kg/m3 e Cp = 0,84 kJ/kg ºC. Calcule o fluxo de calor em condições estacionárias.

Problema 4 -Uma camada de 5 cm de amianto prensado (k = 0.161 W/m ºC) é colocado entre duas placas a 100 ºC e 200 ºC. Determine o fluxo de calor que atravessa a camada de amianto.

Problema 5 -Um determinado isolante tem uma condutividade térmica de 10×10-3 W/m ºC. Qual será a espessura necessária para provocar uma diferença de temperatura de 500 ºC, para um fluxo de 400 W/m2.

Problema 7 -Vapor à pressão de 1 atmosfera (Tsat = 100ºC) é arrefecido ao atravessar uma placa vertical quadrada com 30x30 cm, condensando-se 3,78 kg/h. Calcule a temperatura da placa (consulte as tabelas de vapor se necessário).

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Problema 2 - Um parede composta é constituída por uma placa de cobre de 2,5 cm, uma camada 3,2 cm de asbestos e uma camada de fibra de vidro com 5 cm de espessura. A parede é submetida a uma diferença de temperatura de 560 ºC. Calcule o fluxo de calor que atravessa a parede.

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