Questões de Concurso sobre Transferência de Calor (Condução, Convecção e Radiação)

Um forno foi construído com duas camadas de parede. As camadas podem ser descritas da seguinte maneira: 0,60 m de espessura de tijolo refratário (k = 2,6 kcal/h.m.ºC) e 0,20 m de espessura de tijolo isolante (k = 0,33 kcal/h.m.ºC). A temperatura dos gases dentro do forno é 2100ºC, e o coeficiente de película na parede interna é 65 kcal/h.m².ºC. A temperatura ambiente é 27ºC, e o coeficiente de película na parede externa é 9,9 kcal/h.m².ºC.

Desprezando a resistência térmica das juntas de argamassa, calcule o fluxo de calor por m² de parede considerando uma área unitária da parede ( A = A₁ = A₂ =1 m²) , qual é o fluxo de calor por m2 de parede?

Em relação a troca de calor, leia as assertivas abaixo:

I. Ao fornecermos calor a um material, sempre ele vem acompanhado do aumento de temperatura;

II. A temperatura da água em uma panela, mesmo que a mantenhamos constantemente aquecida, se mantém constante a partir do momento em que ela começa a evaporar;

III. Ao dotarmos o sistema de maior energia, ele pode fazer uso desta para separar os seus constituintes;

IV. Dada uma porção de matéria, uma certa quantidade de calor fornecida ao sistema será utilizada com essa finalidade.

É correto o que se afirma em:

A figura mostra uma parede formada pela justaposição das camadas A, B e C, de mesma espessura e de propriedades térmicas constantes e distintas. Nessa parede está estabelecido um regime estacionário de transferência de calor, com um perfil de distribuição de temperatura entre as camadas. Na camada B não há diferencial de temperatura.

Com base na figura e na teoria de transferência de calor por condução,

Um motor térmico operando segundo um ciclo de Carnot possui rendimento de 45%.

Se a temperatura da fonte quente é de 60 o C, qual é o valor da temperatura da fonte fria desse sistema, em o C?

Em um equipamento, um sensor de ouro com massa 10 g é aquecido de 30 para 180°C.

A quantidade de calor, em J, fornecida ao sensor para esse aquecimento é igual a

Dado

calor específico do ouro: 130 J kg^-1 K^-1

Uma porta separa um forno aquecido do ar ambiente. A porta consiste em um material que suporta altas temperaturas e possui condutividade térmica k = 0,05 W/m.K. Durante o processo de transferência de calor permanente, a temperatura da superfície interna da porta é de 300ºC, e a temperatura do ar ambiente T_∞ é de 25ºC, sendo o coeficiente de convecção exterior ao forno h = 25 W/m².K.

Qual é a espessura da porta, em metros, para garantir que a temperatura da superfície externa da porta seja de 50ºC?

A equação da condução, em coordenadas cartesianas, é dada por:

$\alpha \left(\frac{{\partial }^{2}T}{\partial x^2}+\frac{{\partial }^{2}T}{\partial y^2}+\frac{{\partial }^{2}T}{\partial z^2}\right)+$$\frac{\dot{q}}{\rho C_p}$$=\frac{\partial T}{\partial t}$

em que $\alpha$ é a difusividade térmica do material, ρ é a densidade do material, C_p é o calor específico à pressão constante e T é a temperatura, e corresponde à taxa de geração de energia por unidade de volume.

Em uma parede unidimensional, com condutividade térmica k e espessura L, para o regime estacionário, tem-se a distribuição de temperatura dada pela seguinte equação:

T = Ax³ + Bx² + D

A taxa de geração de energia é:

Por uma placa de espessura igual a 3 cm passa um fluxo de calor de 120 W/m² .

Qual a condutividade térmica do material com que é feita essa placa se a diferença de temperatura entre as faces da placa é igual 30 ºC?

Uma parede de 40 cm de espessura e área de 2 m² possui uma condutividade térmica de 80 W/m.K. Em regime permanente, as temperaturas superficiais são 120 ºC e 60 ºC.

A taxa de transferência de calor e o gradiente de temperatura na direção do fluxo de calor, são, respectivamente:

Sobre os trocadores de Calor a Placas brasados, considere:

I. Não utilizam gaxetas.

II. Utilizam usualmente gaxetas do tipo: NBR; HNBR; EPDM; VITON.

III. Requerem manutenções bi-anuais.

V. Vida útil elevada.

V. Facilidade de detecção de vazamentos internos.

VI. Não necessitam manutenções.

Está correto o que consta APENAS em

Um forno de aquecimento elétrico de placas de aço tem, como dimensões, comprimento de 35 m, largura de 8 m e altura igual a 4 m. Placas são introduzidas no forno a 300 K, com uma velocidade de deslocamento de 1 m/min. A seção transversal das placas é de 2 m de largura e 0,25 m de espessura. A temperatura da parede externa do forno foi medida, encontrando-se o valor de 350 K. O coeficiente de transferência de calor nas faces do forno é 9 W/(m²K). O forno encontra-se sobre uma base de concreto, e, portanto, as perdas térmicas pelo fundo do forno são desprezíveis. As placas devem deixar o forno a 1.350 K.

Considerando a densidade do aço igual a 7.500 kg/m³, a temperatura do ar de 298 K e o calor específico médio de 700 J/kg.K, desprezando-se as perdas por radiação, a potência elétrica que deve ser fornecida ao forno, assumindo-se regime estacionário, é de:

Considerando um trocador de calor TC-1.1, onde o fluido quente entra a 900ºC e sai a 600 ºC e onde o fluido frio entra a 100 ºC e sai a 500 ºC, qual é o valor do MLDT com correntes paralelas?

Assinale a alternativa correta concernente as 1ª e 2ª leis da termodinâmica:

Considere um ambiente de 200 m² (10 x 20 m) a ser climatizado. A densidade normatizada para a atividade exercida nesse local é de 10 pessoas por 100 m². Nesse ambiente, cada computador dissipa 400 W, e a densidade de pessoas é a máxima. Cada pessoa que ocupa o local dissipa 100 W, e todas utilizam um computador. A iluminação dissipa 10 W/m². A temperatura do ar externo é de 35 °C, enquanto o ambiente interno deve estar a 20 °C. O pé-direito dessa sala possui 3 metros de altura, e o número de trocas de ar com o exterior é de 08 ACH (air change per hour). O ar possui uma massa específica aproximada de 1 kg/m³. O calor específico do ar pode ser aproximado por 1000 J/kgK. Todas as paredes recebem insolação, com um acréscimo de insolação de 5 °C. O coeficiente global de transferência de calor pelas paredes e pela laje horizontal é de 15 W/m²K. No local há ainda uma geladeira que dissipa 300 W e 5 televisores que dissipam 40 W cada. Sabendo que 1 TR é 3,51685 kW, a capacidade do equipamento que deve ser instalado no sistema é de:

Com base no gráfico representado a seguir, pode-se afirmar que

No diagrama esquemático representado na figura a seguir, a identificação correta dos elementos é

Sobre os fatores que influenciam as cargas internas analise os itens a seguir:

1 – Condução através de vidros, paredes, forros e pisos.

2 – Pessoas e animais.

3 – Equipamentos e máquinas

4 – Iluminação.

5 – Perdas em dutos

Está(ão) correto(s) o(s) item(ns)

Sobre os fatores que influenciam as cargas externas analise os itens a seguir:

1 – Radiação solar.

2 – Condução através de paredes e telhados.

3 – Intensidade de chuva.

4 – Infiltração de ar

5 – Ar de ventilação.

Estão corretos os itens

A parede de uma casa de fornalha é construída em alvenaria com material refratário, com espessura de 0,3 m, altura de 0,5 m, comprimento de 1,2m e condutividade térmica de 1,8 W/(m.K). As Aferições executadas durante a operação e regime estacionário indicaram que, na área interna da fornalha, a temperatura era de 1400 K(Kelvin) e, na superfície externa da parede, 1150 K(Kelvin). Considerando a condução térmica unidimensional e a condutividade constante, a perda de calor através da alvenaria é