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

A efetividade térmica do regenerador é inferior a 50%.

Em relação aos modos de transferência de calor é correto afirmar que

Um tanque perfeitamente isolado contém 100 litros de água, sendo aquecido por uma resistência com potência de 1000 W durante 1h.

O aumento de temperatura da água, considerando massa específica igual a 1000 kg/m³ e calor específico igual a 4000 J/kg.^oC, será de:

Considere-se que um fluido esteja escoando através de um tubo de diâmetro interno D que absorve uma quantidade Q de calor por metro de comprimento de tubo. Considere-se, também, que a temperatura da superfície do tubo seja $T_P$ e que o coeficiente de transferência de calor por convecção seja ℎ. Nesse caso, a temperatura média do fluido $T_{\infty }$ é corretamente expressa pela equação a seguir.

$T_{\infty }=\frac{T_P}{\left(\frac{Q}{hA}\right)}$

Um reservatório metálico de óleo combustível contém óleo quente internamente e na parte externa de sua parede vertical ar atmosférico.

A respeito das trocas de calor por condução e por convecção, é correto afirmar que, analisando-se a

Existem vários tipos de trocadores de calor que são utilizados nas instalações de refrigeração, de geração de energia, de condicionamento de ar etc. Um tipo de trocador de calor muito utilizado é o trocador de placas. Como vantagem do trocador de calor de placas, pode citar que este tipo de trocador de calor

A transferência de calor por radiação térmica ocorre através de qualquer sólido, líquido, gases e também no vácuo.

O transporte de calor por convecção é regido pela lei de resfriamento de Newton. Aplicando-se a análise dimensional, verifica-se que os parâmetros importantes da convecção podem ser agrupados em três números adimensionais. O número de Prandtl é a razão entre:

A velocidade de escoamento do ar no exterior do duto não afeta o processo de transferência de calor.

A forma geométrica do duto e do meio externo a ele não afeta a transferência de calor

Em um calorímetro perfeito, foram colocados 400 g de água a 10°C, 400 g de água a 70°C e 1,60 kg de um material, de calor específico c_M, na temperatura de 30°C. A temperatura de equilíbrio final é T_final = 35°C.

O calor específico c_M desse material, em cal/(g°C), é igual a

Dado

calor especifico da água = 1,0 cal/(g°C)

Suponha-se que determinado fluido esteja escoando através de um tubo de 10 cm de diâmetro interno. Considere-se que o fluido se encontre a uma temperatura de 100 °C, que a temperatura da superfície interna do tubo seja de 30 °C e que o coeficiente de transferência de calor por convecção seja de 1.000 W ∙ m${}^{-2}$ ∙ K${}^{-1}$ . Nessa situação hipotética, a taxa de transferência de calor por metro de comprimento linear de tubo será de −70π W, ou seja, −70π W estarão sendo transferidos do fluido para a superfície.

Informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma sobre os fundamentos de transferência de calor.

( ) O modo de transferência de calor por radiação pode ser visto como a transferência de energia das partículas mais energéticas para as menos energéticas devido à interação entre elas.

( ) Na presença de um gradiente de temperatura a transferência de energia por condução ocorre na direção do aumento da energia interna.

( ) É possível ocorrer transferência de calor na ausência de um meio físico.

( ) Todas as superfícies com temperatura não nula emitem energia na forma de ondas eletromagnéticas.

( ) Condução, convecção e radiação são modos de transferência de energia.

De acordo com as afirmações, a sequência correta é

Um agricultor opera uma bomba de calor com um motor de 2 kW. Deve manter um incubatório de galinhas a 30 ºC, que perde energia a uma taxa de 10 kW para o ambiente mais frio Tamb. O coeficiente mínimo de desempenho que será aceitável para a bomba de calor é:

O fluido contido em um tanque é movimentado por um agitador. O trabalho fornecido ao agitador é 5 090 kJ. O calor transferido do tanque é, em KJ:

No diagrama a seguir, é apresentado um trocador de calor de duplo tubo de fluxo oposto, usado para resfriar 10.000 kg/h de água de 100 °C para 64 °C, enquanto aquece outros 10.000 kg/h de água que entra a 20 °C no trocador. Nessas condições, assumindo-se que o calor específico da água seja 4.180 J ⋅ kg⁻¹ ⋅ K⁻¹ e que o coeficiente global de troca de calor seja 2.000 W/m², será necessária uma superfície de troca de calor de pelo menos 5,8 m² para o funcionamento do trocador.

A distribuição de temperaturas através de uma parede plana em um processo de condução de calor em regime permanente está representada na imagem. A condutividade térmica da parede é 0,5 Wm^-1K ^-1 e a taxa de transferência de energia por condução através de 2,4 m² de área de parede é 0,1 kW:

Se a diferença de temperatura entre os lados da parede é de 75° C, qual é a espessura da parede (em metros)?

A parede lateral de um forno de tratamento térmico é plana, com área de 4 m² e espessura de 0,2 m. A parede é feita de tijolos refratários com condutividade térmica de 0,8 W/(m.°C). A superfície interna da parede está na temperatura de 800 °C. A superfície externa troca calor por convecção com o ambiente externo a 25 °C e coeficiente de convecção médio de 100 W/(m².°C). Considerando que o forno opere em regime permanente, a taxa de transferência de calor através dessa parede para o ambiente externo é aproximadamente:

Uma peça metálica possui massa de 150 g. A peça é feita de aço inoxidável com calor específico 500 J/(kg.°C) e está na temperatura ambiente de 25 °C. Então, uma tocha de oxiacetileno é aplicada sobre a peça, que atinge a temperatura homogênea de 400 °C após 1,5 min. Assumindo que a transferência de calor para o ambiente seja nula, a taxa média de transferência de calor da tocha para a peça foi aproximadamente:

Um sistema termodinâmico foi submetido a um ciclo composto de três processos: no primeiro, Q₁ = +100 kJ e ΔE₁ = +200 kJ; no segundo, Q₂ = +300 kJ; no terceiro, Q₃ = −50 kJ e ΔE₃ = −200 kJ. Nessas condições, no segundo processo, o trabalho realizado é W₂ = −300 kJ e, durante o ciclo, o sistema realiza um trabalho total de 350 J.