O que é transferência de calor?

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TRANSFERÊNCIA DE CALOR – Prof. Nelson

1ª ´SERIE DE EXERCÍCIOS

      1- O que é transferência de calor?

      2- Defina condução e convecção.

      3- A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com 20 cm de espessura, cuja condutividade térmica é 1,7 W/m.K. Medidas em operação revelam temperaturas de 1220ºC e 980ºC nas paredes interna e externa, respectivamente. Qual é a taxa de calor perdida através de sua parede que mede 1,5 m por 2m?

      4- A base de concreto de um porão tem 11m de comprimento, 8 m  de largura e 0,20 m de espessura. Durante o inverno, as temperaturas são normalmente de 17ºC e 10ºC em suas superfícies superior e inferior, respectivamente. Se o concreto tiver uma condutividade térmica de 1,4 w/m.K, qual é a taxa de calor perdida através da base?

      5- Um recipiente para alimentos e bebidas é fabricado com poliestireno ( k = 0,023 W/m.K ), com espessura de 30 mm e dimensões interiores de 60 cm x 40 cm x 50 cm. Sob condições nas quais a temperatura da superfície interna, de aproximadamente 2°C,é mantida por uma mistura gelo-água e a temperatura da superfície externa de 27ºC é mantida pelo ambiente, qual é a carga térmica total para as condições especificadas

      6 – A taxa de transferência de calor de uma folha de isolante extrudado rígido é de 60W. A diferença de temperatura medida entre as superfícies de uma folha é 15 K. Qual é a espessura dessa folha com 1,5m x 2m?

      7 – A base de uma frigideira de alumínio com 6 mm de espessura, tem 300 mm de diâmetro. Quando usado para fritar um bife, a superfície da base exposta ao bife atinge 250°C. Se o calor é transferido do fogão para a frigideira a uma taxa de 1000 W, qual é a temperatura ( em ºC ) da superfície voltada para o fogão.

      8- O fluxo térmico através da parede de uma câmara fria, com espessura de 200 mm, cujas temperaturas são de 15°C e  - 5 °C, de 50 W/m2. Qual é a condutividade térmica da madeira?

      9- Um chip quadrado, com 5mm de lado, é posicionado em um substrato de modo que suas superfícies laterais e inferior estão isoladas termicamente, enquanto sua superfície superior encontra-se exposta ao escoamento de um refrigerante a 15°C. A partir  de considerações de confiabilidade, a temperatura do chip não pode exceder a 85°C. Sendo a substância refrigerante o ar, com um coeficiente de transferência de calor por convecção correspondente de 200 W/m2.K, qual é a potência máxima permitida para o chip?

     10- Um aquecedor elétrico de um secador de roupas opera a 70°C. Sendo o coeficiente de transferência de calor por convecção entre o ar e a superfície exposta, com 30 mm2, igual a 25 W/m2.K, qual é a potência do aquecedor necessária quando a temperatura desejada para o secador é de 50°C.

     11- Uma caixa quadrada de transmissão, medindo 0,30 m de lado, recebe uma entrada de potência de 1400 W vinda de um motor. Sendo a eficiência de transmissão de 93%, com o escoamento do ar caracterizado por temperatura de 30°C e h = 200W/m2.K, qual é a temperatura superficial da caixa de transmissão?