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

O ciclo de Carnot (transformações termodinâmicas 1-2-3-4) no diagrama temperatura versus entropia está representado na figura a seguir.

Considerando os conceitos de termodinâmica e máquina térmica de Carnot, analise as afirmações a seguir.

Das afirmações, estão corretas as

Uma placa de 50 mm de espessura tem um de seus lados mantido a 150 °C. É fornecido um fluxo de calor através do material de 10.000 kcal/h.m². A condutibilidade térmica do material é de 5,0 kcal/h.m. °C. A temperatura do lado oposto é, em °C, igual a

Uma placa, com 1 m² de área, possui uma das suas superfícies mantida à temperatura de 400 K (superfície quente) e a outra superfície termicamente isolada. Considerando que a superfície quente possui emissividade igual a 0,8 e está em contato com o ar atmosférico a uma temperatura de 300 K em sua superfície envolvente, determine a perda de calor por radiação da placa para o seu entorno. Considere a constante de Stefan-Boltzmann igual a 6,0 x 10^-8 W/(m².K⁴).

A finalidade da colocação de chicanas no lado do casco nos trocadores de calor do tipo casco e tubo é dar suporte aos tubos contra flexão e vibração e guiar o fluido do casco através do feixe de tubos, o que aumenta a convecção forçada sobre os tubos.

O processo C-D representa um aquecimento sensível, no qual a quantidade de água no ar é diminuída significativamente, como se pode constatar pela forte redução da umidade de 100% para 60%.

Uma placa, com espessura igual a 1,0 cm, possui uma de suas superfícies com temperatura igual a 80 ºC e a outra igual a 30 ºC. Determine o fluxo de calor através dessa placa, considerando que a condutividade térmica do material que a compõe é 50 W/(m.ºC).

Calor e trabalho são duas formas de energia possíveis, pelas quais a energia pode cruzar a fronteira de um sistema fechado. A quantidade de calor de um corpo depende de sua temperatura.

Para valores idênticos de temperaturas de entrada e saída das correntes e mesmo valor do coeficiente global de transferência de calor local, a configuração de um trocador de calor em paralelo é mais eficiente que a configuração em contracorrente, pois requer uma área menor para trocar calor a uma taxa fixa.

Duas placas quadradas, de lado L = 20 cm, de materiais distintos e espessuras idênticas d₁ = d₂ = 5,0 cm estão coladas, como na figura. As condutividades térmicas são k₁ = 10 W/(m K) e k₂ = 100 W/(m K) e as temperaturas nas extremidades livres são T₁ = 630 K (na placa 1) e T₂ = 300 K (na placa 2).

A temperatura de equilíbrio T da interface entre os materiais, em K, é

Cada vez mais se utilizam conceitos inovadores em equipamentos de troca térmica. Um exemplo disto é o denominado tubo sanduíche, a respeito do qual é correto afirmar que é um processo

Um pequeno corpo encontra-se à temperatura T e está armazenado em um grande recinto isotérmico cuja temperatura também é T, de maneira que esse recinto pode ser considerado uma cavidade negra. Nessas condições, a absortividade hemisférica e a emissividade hemisférica do corpo serão iguais.

Uma parede de alvenaria de um ambiente foi construída exclusivamente por tijolos estruturais e encontra-se com temperatura externa de 32°C e temperatura interna de 24°C. Sabe-se que a condutividade térmica do tijolo é 1,25 W/m.K e que a parede possui uma área de 40 m2, com espessura de 20 cm. A partir dessas informações, é correto afirmar que a transferência de calor pelo interior da parede é

Uma caldeira é alimentada com 0,02 kg/s de nitrogênio líquido, que é descarregado como vapor saturado, apresentando uma diferença de entalpia entre a entrada e a saída da caldeira de Δh = 180 kJ/kg.

Trocadores de Calor a placas utilizam, entre cada uma de suas placas, elementos de vedação elastoméricos, convenientemente instalados entre canais de vedação, para garantir a vedação entre as superfícies quando devidamente montados. O uso deste elemento de vedação significa

Uma esfera de cobre com condutividade de 400 W·K·m^-1, de raio igual a 1 cm, inicialmente a 400 K, é mergulhada em um grande recipiente de óleo à temperatura de 300 K. O coeficiente de transferência de calor por convecção do processo é igual a 10 W·K^-1·m^-2. Em face dessas condições hipotéticas e considerando-se aplicações típicas de engenharia, conclui-se que a temperatura no interior da esfera será homogênea durante o processo de resfriamento.

A figura abaixo ilustra um tanque rígido, de paredes diatérmicas, subdividido em dois compartimentos separados por uma membrana. Um dos compartimentos está evacuado, e o outro contém água. Nessa situação hipotética, quando a membrana for retirada, o recipiente rejeitará calor para o ambiente.

O perfil de temperatura dentro da camada isolante é linear.

Como não há transferência de calor através das fronteiras do sistema, se o processo for quasi-estático, então a variação de entropia da água será nula.