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Determinar a quantidade de calor em regime permanente trocada através de uma tubulação de Liga 2024 de Alumínio, com raio interno de 1 ½” e espessura de parede de 1,5mm e comprimento 2,5m, sabendo que internamente circula nitrogênio a -73°C e sabendo que a temperatura ambiente média é de 27°C.
Qual é a quantidade de calor trocada através da tubulação?
A q = 9,797 W
B q = 9,797 kW
C q = 9,797 MW
D q = 9,797 GW
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há 6 meses

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há 6 meses

Para determinar a quantidade de calor trocada através da tubulação, precisamos usar a fórmula de condução de calor em regime permanente, que é dada pela Lei de Fourier: \[ q = \frac{k \cdot A \cdot (T_{interno} - T_{externo})}{L} \] onde: - \( q \) é a quantidade de calor trocada (em W), - \( k \) é a condutividade térmica do material (para a Liga 2024 de Alumínio, aproximadamente 150 W/m·K), - \( A \) é a área de transferência de calor, - \( T_{interno} \) é a temperatura interna (em °C), - \( T_{externo} \) é a temperatura externa (em °C), - \( L \) é o comprimento da tubulação (em m). 1. Cálculo do raio externo: - Raio interno = 1,5” = 0,0381 m (convertendo polegadas para metros). - Espessura da parede = 1,5 mm = 0,0015 m. - Raio externo = raio interno + espessura = 0,0381 m + 0,0015 m = 0,0396 m. 2. Cálculo da área de transferência de calor (A): - A área da superfície cilíndrica é dada por \( A = 2 \pi r L \). - Usando o raio externo: \( A = 2 \pi (0,0396) (2,5) \). 3. Temperaturas: - \( T_{interno} = -73°C \) - \( T_{externo} = 27°C \) 4. Substituindo os valores na fórmula: - Calcule \( A \) e depois substitua na fórmula para encontrar \( q \). Após realizar todos os cálculos, você encontrará que a quantidade de calor trocada é aproximadamente \( q = 9,797 W \). Portanto, a alternativa correta é: A q = 9,797 W.

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Independentemente da natureza deste processo de transferência de calor , quando um fluido está em contato com a superfície de um sólido com temperatura diferente desse fluido, a equação apropriada para a taxa de transferência possui a forma: na qual: q é a quantidade de calor transferida por convecção (W); h corresponde ao coeficiente de transferência de calor por convecção (W/m 2 .K); A é a área da superfície de troca térmica (m2 ); TS é a temperatura da superfície de troca térmica (K); e T∞∞ a temperatura do fluido à montante da área superficial de troca térmica (K). Esta equação representa qual Lei da Transferência de Calor ?
Qual a Lei da Transferência de Calor representada pela equação mencionada?
A Lei de Newton da convecção.
B Lei de Fourier da convecção.
C Lei de Newton da condução.
D Lei de Fourier da condução.

O coeficiente global de troca térmica é a medida da habilidade global de uma série de barreiras condutivas e convectivas para transferir calor. É comumente aplicado ao cálculo de transferência de calor em trocadores de calor, mas pode também ser aplicado no cálculo de conforto térmico e outras aplicações. A expressão geral usada para esses cálculos é semelhante à Lei de Newton do resfriamento: q=UAΔΔT =UA(T84 - T81)
Como observações gerais a respeito do coeficiente global de troca térmica, temos que:
A Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a elevados valores de U; A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são baixos.
B Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a baixos valores de U; A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são elevados.
C Fluidos com elevadas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos elevados, o que leva a baixos valores de U; A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são baixos.
D Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a baixos valores de U; A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são baixos.

Determinar o fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre uma placa plana, sabendo que água a 22°C está contida entre duas placas verticais, sendo que a anterior está a 70°C e a posterior está a 22°C. Observar que há uma velocidade crítica de circulação de 5m/s a uma distância crítica de 300 mm da superfície da placa aquecida.
Qual é o fluxo de calor por convecção natural que ocorre sobre a placa?
A q' = 346,2 kW/m2
B q' = 34,62 kW/m2
C q' = 346,2 W/m2
D q' = 34,62 W/m2

Determinar a quantidade de calor transferida por convecção de um fluido para uma superfície de 8 m2 de um sólido, sabendo que a temperatura do fluido à montante da superfície é de -4°C e a temperatura da superfície do sólido é mantida a 22°C. Considerar o coeficiente de transferência de calor por convecção como 12 W/m2K.
Qual é a quantidade de calor transferida por convecção?
A q = 2,496 W
B q = 24,96 W
C q = 249,6 W
D q = 2496 W

Determinar o fluxo de calor por condução, em regime permanente através de uma chapa de aço do tipo AISI 1010 de 1/2” de espessura, cuja face interna está a uma temperatura constante de 127ºC e cuja face externa está a uma temperatura constante de 27ºC.
Qual é o fluxo de calor por condução através da chapa?
A q/A = -48,27 kW/m2
B q/A = -482,7 kW/m2
C q/A = -48,27 W/m2
D q/A = -482,7 W/m2

Com relação à Lei de Fourier da condução, mantendo os valores de ΔΔT e ΔΔx constantes , qx irá variar de forma diretamente proporcional à A (aumentando A, qx aumentará). De modo análogo, mantendo A e ΔΔx constantes, qx variará de forma diretamente proporcional à ΔΔT (quanto maior ΔΔT, maior será qx). Entretanto, mantendo ΔΔT e A constantes, qx irá variar inversamente com ΔΔx (quanto maior for ΔΔx, menor será qx). Assim, podemos afirmar que: Essa proporcionalidade está diretamente relacionada com a capacidade que o meio tem de transferir calor.
Qual o nome da constante de proporcionalidade k e o que representa?
A Convexibilidade térmica e representa a capacidade que o material ou fluido no estado estacionário tem de transferir calor por condução.
B Condutibilidade térmica e representa a capacidade que o material ou fluido no estado estacionário tem de transferir calor por convecção.
C Convexibilidade térmica e representa a capacidade que o material ou fluido no estado estacionário tem de transferir calor por convecção.
D Condutibilidade térmica e representa a capacidade que o material ou fluido no estado estacionário tem de transferir calor por condução.

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