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

Analisando-se a máquina térmica pretendida em relação à de Carnot, é correto concluir que

O calor a ser trocado com a fonte fria pode ser estimado em, aproximadamente,

A transferência de calor é um fenômeno da física conhecida como transição de energia térmica, que se dar por Condução, Convecção e Radiação, nos quais possuem características próprias com maneiras distintas para serem quantificadas. Dadas as informações abaixo sobre os processos de transferência de calor:

I. Transferência de calor por Condução – não ocorre nos fluidos;

II. Transferência de calor por Convecção – não ocorre em partículas;

III. Transferência de calor por Radiação – só ocorre nos gases;

IV. De acordo Com o número de Nusset – a Transição de energia térmica por Condução, Convecção e Radiação pode ocorrer igualmente tanto em fluidos, partículas e gases, uma vez em que possuem as mesmas características de transferência de energia.

Marque alternativa que apresenta as informação(ões) correta(s):

Um conjunto cilindro-pistão contém 0,5 kg de um gás a uma pressão de 30 kPa. Em um processo de expansão isobárica, houve uma variação de 0,1 m³ no volume, e a variação da energia interna específica do gás no processo foi de –50 kJ/kg. Sabendo que não houve variação significativa da energia cinética ou potencial, a transferência de calor líquida para o processo, em kJ, foi de

Levando em consideração o processo de transferência de calor em edificações, analise as afirmações abaixo.

1) O calor latente é mais impactante do que o calor sensível

2) O calor sensível é mais impactante do que o calor latente.

3) A convecção natural é mais impactante que a radiação quando a superfície está exposta ao sol.

4) A radiação é mais impactante do que a convecção natural, quando a superfície está exposta ao sol

5) A transferência de calor por condução é mais impactante que a radiação quando a parede está exposta ao sol.

Está(ão) correta(s), apenas:

Um engenheiro mecânico foi contratado para fazer o projeto de um sistema de refrigeração para um supermercado. Ele estipula que a temperatura do fluido refrigerante na entrada da válvula de expansão seja igual a 40 ºC. E utilizando uma tabela termodinâmica, observa que a entalpia de líquido saturado e de vapor saturado para essa temperatura é igual a 250 kJ/kg e 400 kJ/kg, respectivamente. O engenheiro também anota os valores de entalpia para a temperatura de -10 ºC, que seria a temperatura estimada para o fluido no evaporador, com valores de 170 kJ/kg e 410 kJ/kg, para os estados de líquido saturado e de vapor saturado, respectivamente. Com base nesses valores, o engenheiro estima o título de entrada do evaporador.

Assinale a alternativa CORRETA que corresponde ao título (x) que o engenheiro obteve desta estimativa.

A partir do conhecimento sobre transferência de calor por condução em regime estacionário, analise as afirmativas a seguir:

I – Na condução de calor unidimensional em uma parede plana, a temperatura é uma função somente de uma coordenada e o calor é transferido exclusivamente na direção da mesma coordenada.

II – Em sistemas cilíndricos há gradiente de temperatura somente na direção axial.

III – Não há solução unidimensional, em regime estacionário, da equação do calor sem geração, para uma parede esférica.

IV – O conceito de circuito térmico equivalente pode ser aplicado em sistemas de paredes compostas submetidas à condução de calor unidimensional.

- Das afirmativas acima,

Os trocadores de calor são equipamentos que facilitam a transferência de calor entre dois ou mais fluidos em temperaturas diferentes. Podem ser classificados quanto ao processo de transferência de calor, à compatibilidade, ao tipo de construção, à disposição das correntes e ao mecanismo de transferência de calor. Com base nesse contexto, é correto afirmar que:

O processo de transferência de calor conhecido como "condução de calor" é regido pela lei de Fourier. A Figura 3 apresenta o esquema do processo de transferência de calor através da condução.

Uma edificação possui uma parede composta por 3 camadas de materiais diferentes, em série, conforme mostrado na figura a seguir.

Para essa configuração das camadas, a transmitância térmica da parede, em W/($m^2$ .K), desconsiderando as resistências superficiais e de contato, é de

Considere a transferência de calor através de uma parede com espessura de 10 cm e área de 10m² , composta por um material com condutividade térmica de 0,5 W/mK, conforme a figura abaixo:

No ambiente externo, o coeficiente de convecção é 10 W/m² K e a temperatura externa é de 40ºC. No ambiente interno, o coeficiente de convecção é de 5 W/m² K e a temperatura interna é de 20ºC.

A quantidade de calor transferida do ambiente externo para o interno através da parede é:

Em um forno cúbico, a temperatura da parede interna pode chegar a 1.550 °C quando o mesmo dissipa calor a uma taxa de 3.000 J/s. Sabendo que o forno possui uma área superficial de 10 $m^2$ , a espessura estimada da camada de lã de rocha que deverá ser empregada no isolamento térmico para que a temperatura na superfície externa não ultrapasse os 50 ºC é de

A termodinâmica está presente no cotidiano, a exemplo de uma instalação industrial que requer ar comprimido para acionamento de ferramentas pneumáticas. Considere o modelo para comportamento de gases ideais dado pela equação de estado: P.V = R.T; na qual os parâmetros em unidades S.I. são, respectivamente, pressão absoluta (Pa), volume (m³), contante universal dos gases (Pa.m³.K^-1) e temperatura absoluta (K). Assinale a alternativa CORRETA, considerando os possíveis processos termodinâmicos de transformação do estado de um gás ideal.

Um trocador de calor em contra corrente possui o esquema apresentado na figura abaixo:

Um fluido frio com calor específico de 4000 J/kgK entra no trocador de calor a 10ºC com vazão mássica de 1 kg/s. Na outra corrente, um fluido quente com calor específico de 2000 J/kgK entra no trocador de calor a 80ºC e vazão mássica de 10 kg/s. Sabe-se que o trocador de calor possui um UA de 1000 W/K e a sua média logarítma de temperaturas é 20ºC.

As temperaturas de saída dos fluidos frio e quente são, respectivamente:

Para cálculo da transferência de calor pelas paredes de um edifício, para efeito de cálculo da carga térmica, o coeficiente global de transferência de calor é função

Com base na transferência de calor, marque a alternativa incorreta.

Sobre os modos de transferir calor, considere as afirmativas:

I – A condução pode ser entendida como a transferência de calor a partir das partículas (ou moléculas) de menor energia para as partículas de maior energia, e a taxa de transferência de calor por condução é quantificada pela Lei de Fourier.

II – A convecção é composta por dois mecanismos de transferência de calor: a difusão e a advecção. Esta última diz respeito à transferência de calor devido ao escoamento de um fluido em contato com uma parede, dada uma diferença de temperatura entre o fluido e a parede.

III – A convecção pode ser forçada ou livre (natural). Ambas resultam de um escoamento forçado causado por um meio externo, como ventilador, bomba, ventos atmosféricos, entre outros.

IV – A radiação térmica é a energia emitida à uma dada temperatura finita. Assim como a difusão e a convecção, a transferência de calor por radiação também necessita de um meio material (sólido ou fluido), não sendo possível transferir calor por radiação no vácuo.

Está (ão) CORRETA(AS) a(s) afirmação(ções):

As superfícies internas das paredes de uma câmara frigorífica são mantidas a -20 ºC, enquanto a temperatura da superfície externa é 30 ºC. As paredes são planas, constituídas de material homogêneo e medem 20 cm de espessura com condutividade térmica de 0,6 kcal(h m ºC). Calcule a quantidade de calor transferido do ambiente externo para o interior da câmara frigorífica para cada metro quadrado de superfície de parede por hora, considerando a condução de calor unidimensional em regime permanente e desprezível o efeito dos cantos onde as paredes se encontram. Sabendo que o calor transmitido por condução, por unidade de tempo, através de um material hornoqêneo, é dado pela equação $q{}^{\prime \prime }={\sim }_L\left(Tq-Tf\right)$ assinale a opção correta.

Dados: A = Área, k = Condutividade térmica, L = espessura, Tq = Temperatura do lado quente, Tf = Temperatura do lado frio e qK = calor transmitido por condução, por unidade de tempo.

Assinale a alternativa correta a respeito da transferência de calor por radiação.

Analise as afirmativas abaixo a respeito da comparação entre trocadores de calor de correntes em paralelo com relação aos trocadores de calor com arranjo em contracorrente:

1. O arranjo de correntes paralelas possui menor efetividade do que o arranjo por contracorrente.

2. O arranjo de correntes paralelas é preferido quando se deseja minimizar a condução axial pela parede, visto que produz um perfil de temperatura de parede longitudinal mais uniforme.

3. O arranjo de correntes paralelas é preferido quando se deseja evitar que a corrente quente se condense ou solidifique, visto que a mais baixa temperatura de parede é maior do que em qualquer outro arranjo.

4. O arranjo de correntes paralelas é preferido quando se deseja minimizar incrustação, corrosão ou decomposição do fluido, já que a mais alta temperatura de parede é menor do que em qualquer outro arranjo.

Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.