Condução e Convecção de Calor / Radiação – Análise Instrumental

LISTA 1 de FT II  – Parte 1 – Data de entrega: 04 de setembro de 2017

- Condução e Convecção de Calor / Radiação –

1. Batatinhas de 3,0 cm de diâmetro são cozidas para preparo de conservas. Considere uma batatinha retirada de água fervente a 90oC e posta a esfriar num ambiente no qual o ar move-se a 1,5 m/s. Se o ar estiver a 25oC, longe da batatinha, determinar:

1. O coeficiente convectivo de troca de calor;                           Resp.: h = 36,9 W/(m2.oC)
2. O fluxo de calor trocado entre a batatinha e o ar;                 Resp.: q” = 2399,6 W/m2
3. A taxa de calor trocado entre a batatinha e o ar.                         Resp.: q = 6,8 W

1. As temperaturas das superfícies interna e externa de um vidro de janela são 20 e -12ºC, respectivamente. Se o vidro tem 80 cm por 40 cm, espessura de 1,6 cm e condutividade térmica de 0,78 W/(m.ºC).

1. Calcular a resistência térmica.                                                Resp.:0,064 oC/W
2. Determinar a perda de calor através do vidro durante 3 horas.          Resp.: 5391,4 KJ

1. Sobre uma placa lisa, aquecida a 80ºC, corre água à temperatura média de 20ºC. Se o coeficiente de transferência de calor for de 200 W/(m2.ºC), pede-se:

1. Calcular a resistência térmica.                                 Resp.: 0,005 oC/W
2. Determinar a transferência de calor por metro quadrado da placa durante 5 horas.                                                                 Resp.: 216MJ
3. Mantendo a mesma perda de calor e a T∞, o que acontece com a resistência térmica e com a temperatura na parede (Tp) se h for elevado para 300, 500 e 2000 W/(m2.ºC)?

1. Uma esfera de 25 cm de diâmetro, a 120ºC, está suspensa no ar a 20ºC. Se a transferência natural de calor por convecção entre a esfera e o ar for de 15 W/(m2.ºC), determinar:

1. O fluxo de calor trocado na superfície da esfera.                 Resp.: 1500 W/m2
2. A taxa de perda de calor da esfera.                                Resp.: 294,5 W

1. Dentro de um tubo de 5 cm de diâmetro e 1 m de comprimento, com a temperatura da superfície mantida a 130ºC, flui água pressurizada a 50ºC. Se o coeficiente de transferência de calor entre a água e o tubo for h = 2.000 W/(m2.ºC), determine a taxa de transferência de calor do tubo para a água.                   Resp.: 25,13 KW

1. A superfície interna de uma camada isolante está a 270ºC e a superfície externa está dissipando calor por convecção para o ar a 20ºC. A camada isolante tem 4 cm de espessura e uma condutividade térmica de 1,2 W/(m.oC). Qual é o valor mínimo do coeficiente de transferência de calor na superfície externa para que a temperatura dessa superfície não exceda 70ºC.                                       Resp.: 120 W/(m2.oC)

1. Uma placa delgada de metal de 0,1 m por 0,1 m está colocada em um grande recipiente cujas paredes são conservadas a 300 K. A superfície inferior da placa está isolada, e a superfície superior é mantida a 500 K mediante aquecimento elétrico. Se a emissividade da superfície da placa for ε = 0,8, qual é a taxa de troca de calor entre a placa e as paredes do recipiente? Tome σ = 5,67x10-8 W/(m2.k4).                            Resp.: 24,70 W

1. Uma face de uma placa delgada está exposta a um fluxo uniforme de calor de 500 W/m2 e a outra face dissipa calor radiante para um ambiente a -10oC. Determine a temperatura da placa. Admita comportamento de corpo negro para a radiação.        Resp.: T = 33,3oC

1. Uma placa delgada de 50 cm por 50 cm está sujeita a 400 W de aquecimento sobre uma das superfícies e dissipa o calor por convecção e radiação combinadas pela outra superfície para o ar ambiente a 290 K. Se a superfície da placa tem uma emissividade ε = 0,9 e o coeficiente de transferência de calor entre a superfície e o ar ambiente for 15 W/(m2.oC), determine a temperatura da placa.                  Resp.: T = 362,2 K

“A mente que se abre a uma nova idéia jamais volta ao seu tamanho original.”

(Albert Einstein)

Bom Trabalho![pic 1]

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