FENÔMENOS DE TRANSPORTE U3 - SEÇÃO 1 U3 S1 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1) Na condução, é intuitivo pensarmos em movimentos atômicos e moleculares quando tratamos desse modo de transferência de calor.
“A condução pode ser definida como a transferência de energia de partículas __________ energéticas para partículas __________ energéticas, devido a interações entre essas partículas. Chamamos de __________ de energia a transferência líquida de energia a partir do movimento molecular aleatório das moléculas.”
Em sequência, as palavras que completam corretamente essas lacunas são.
Escolha uma:
2) A partir da lei de Fourier, a condutividade térmica indica a taxa de energia que é transferida por difusão.
Analise as afirmações abaixo e julgue-as como verdadeiras (V) ou falsas (F)
( ) Para materiais isotrópicos, a condutividade térmica depende da direção da transferência.
( ) Para um dado gradiente de temperatura, aumentando-se a condutividade térmica do material, aumenta-se o fluxo térmico por condução.
( ) Comparativamente, sólidos tem valores de condutividade térmica maiores que os líquidos, que tem valores maiores que os gases.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:
Analise as afirmações abaixo e julgue-as como verdadeiras (V) ou falsas (F)
( ) Para materiais isotrópicos, a condutividade térmica depende da direção da transferência.
( ) Para um dado gradiente de temperatura, aumentando-se a condutividade térmica do material, aumenta-se o fluxo térmico por condução.
( ) Comparativamente, sólidos tem valores de condutividade térmica maiores que os líquidos, que tem valores maiores que os gases.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:
3) A transferência de calor é a ciência que estuda os mecanismos físicos que fundamentam os tipos de processos (também chamados de modos) de transferência de calor: a condução, a convecção e a radiação térmica.
A respeito dos modos de transferência de calor, avalie as afirmações a seguir.
I. A condução é um processo de transferência de calor que ocorre em um meio estacionário (apenas em materiais sólidos) quando existir uma diferença de temperatura nesse meio.
II. A convecção ocorre entre a superfície de um meio estacionário e um fluido em movimento, a partir de uma diferença de temperatura entre os mesmos.
III. A radiação térmica ocorre através de ondas eletromagnéticas, ou seja, não necessita de um meio material para ocorrer, sendo mais eficiente no vácuo.
É correto o que se afirma em?
A respeito dos modos de transferência de calor, avalie as afirmações a seguir.
I. A condução é um processo de transferência de calor que ocorre em um meio estacionário (apenas em materiais sólidos) quando existir uma diferença de temperatura nesse meio.
II. A convecção ocorre entre a superfície de um meio estacionário e um fluido em movimento, a partir de uma diferença de temperatura entre os mesmos.
III. A radiação térmica ocorre através de ondas eletromagnéticas, ou seja, não necessita de um meio material para ocorrer, sendo mais eficiente no vácuo.
É correto o que se afirma em?
Escolha uma:
FENÔMENOS DE TRANSPORTE U3 - SEÇÃO 1 U3 S1 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM
1) Uma taxa de calor de 3 KW é conduzida através de um material isolante, utilizado em um forno industrial, com área de seção reta de 10 m² e espessura de 2,5 cm . Se a temperatura da superfície interna é de 415ºC e a condutividade térmica do material é de 0,02W/m.K, qual a temperatura da superfície externa?
Com base no texto assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
2) A câmara de um freezer é um espaço cúbico com 2 m de lado. Considere o fundo como sendo perfeitamente isolado. Qual a espessura mínima requerida do isolante térmico a base de espuma de poliestireno (K= 0,030 W/m.k) que deve ser aplicado nas paredes do topo e das laterais do freezer, para garantir que a taxa que entra no mesmo seja inferior a 500 W, quando a suas superfícies interna e externa se encontram a -10ºC e 35ºC, respectivamente?
Com base no texto assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
Com base no texto assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
3) A condutividade térmica de uma folha de isolante de alumínio extrudado rígido é igual a 0,029 W/m.K. Para uma determinada aplicação, a diferença de temperaturas medida entre as superfícies de uma folha com 20 mm de espessura deste material é T1-T2= 10 K. Qual é a taxa de transferência de calor através de uma folha de isolante com dimensões 2m x 2m?
Com base no texto assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
Com base no texto assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
FENÔMENOS DE TRANSPORTE U3 - SEÇÃO 2 U3 S2 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1) Normalmente, temos que a energia transferida por convecção é a energia __________, ou seja, a energia interna do fluido. Todavia, existem processos de convecção em que a energia transferida é a energia __________, que é responsável pela mudança de __________ do fluido.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.
Escolha uma:
2) Existem diversos parâmetros adimensionais utilizados em fenômenos de transporte. Por exemplo, para a mecânica dos fluidos, o parâmetro mais importante é o número de Reynolds.
Analise as afirmações a seguir e julgue-as como verdadeiras (V) ou falsas (F).
( ) O número de Nusselt é um parâmetro adimensional muito utilizado para determinarmos o coeficiente de transferência de calor por convecção.
( ) Se o número de Nusselt for igual a um, significa que temos somente transferência de calor por condução ocorrendo, ou seja, o fluido está estacionário.
( ) O número de Prandtl é um parâmetro adimensional muito utilizado para determinarmos a relação da espessura das camadas-limite térmica e de velocidade.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:
Analise as afirmações a seguir e julgue-as como verdadeiras (V) ou falsas (F).
( ) O número de Nusselt é um parâmetro adimensional muito utilizado para determinarmos o coeficiente de transferência de calor por convecção.
( ) Se o número de Nusselt for igual a um, significa que temos somente transferência de calor por condução ocorrendo, ou seja, o fluido está estacionário.
( ) O número de Prandtl é um parâmetro adimensional muito utilizado para determinarmos a relação da espessura das camadas-limite térmica e de velocidade.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:
3) O modo de transferência de calor por convecção ocorre entre a superfície de um meio estacionário e um fluido em movimento, a partir de uma diferença de temperatura entre os mesmos. Existem dois mecanismos de transferência de energia envolvidos na convecção de calor. O primeiro é o mecanismo de transferência de energia que ocorre devido ao movimento atômico e molecular aleatório das partículas de fluido, considerando-se o movimento microscópico das partículas de fluido. O segundo é o mecanismo de transferência de energia que ocorre devido ao movimento global do fluido, ou seja, considerando-se o movimento macroscópico do fluido.
Com base no texto, assinale a alternativa que apresenta os dois tipos de mecanismos de transferência de energia envolvidos na convecção de calor.
Escolha uma:
Com base no texto, assinale a alternativa que apresenta os dois tipos de mecanismos de transferência de energia envolvidos na convecção de calor.
Escolha uma:
FENÔMENOS DE TRANSPORTE U3 - SEÇÃO 2 U3 S2 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM
1) A superfície de uma placa de aço é mantida a uma temperatura de 150ºC. Uma corrente de ar é soprada por um ventilador e passa por sobre a superfície da placa. Sabendo que o ar se encontra a uma temperatura de 25ºC e considerando um coeficiente de troca de calor por convecção de 150 W/m².K.
, O fluxo de calor removido da placa é de?
Escolha uma:
2) Resultados experimentais do coeficiente de transferência de calor por convecção h, para o caso de um escoamento sobre uma placa plana isotérmica de comprimento 0,5 metros, sugerem a seguinte relação: h=2x^-¹/².
O coeficiente de transferência de calor por convecção médio h sobre toda a placa é?
Escolha uma:
O coeficiente de transferência de calor por convecção médio h sobre toda a placa é?
Escolha uma:
3) A superfície externa das paredes de um forno industrial possui uma área de 8m² e é mantida a uma temperatura de 150ºC, enquanto que o ar externo do ambiente se encontra a uma temperatura de 25ºC.
Considerando um coeficiente de troca de calor por convecção de 50 W/m².K, a taxa de calor trocado por convecção entre as paredes do forno e o ar é de?
Escolha uma:
Considerando um coeficiente de troca de calor por convecção de 50 W/m².K, a taxa de calor trocado por convecção entre as paredes do forno e o ar é de?
Escolha uma:
FENÔMENOS DE TRANSPORTE U3 - SEÇÃO 3 U3 S3 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1) Os trocadores de calor são equipamentos utilizados para promover a transferência de calor entre fluidos a diferentes temperaturas, que se encontram separados por uma parede sólida.
Assinale a alternativa que apresenta apenas tipos de trocadores de calor existentes.
Escolha uma:
Assinale a alternativa que apresenta apenas tipos de trocadores de calor existentes.
Escolha uma:
2) A transferência de calor por radiação é um modo bastante utilizado na indústria e no nosso dia a dia, tendo, portanto, grande importância em várias situações da realidade prática profissional e cotidiana.
Analise as afirmações a seguir e julgue-as como verdadeiras (V) ou falsas (F).
( ) Toda matéria que se encontra a uma temperatura diferente de zero absoluto emite radiação térmica.
( ) Um corpo negro é definido como um corpo hipotético que absorve toda a radiação térmica que nele incidir.
( ) A taxa de energia emitida por radiação por unidade de área, dada em W/m², é chamada de poder emissivo da superfície.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:
Analise as afirmações a seguir e julgue-as como verdadeiras (V) ou falsas (F).
( ) Toda matéria que se encontra a uma temperatura diferente de zero absoluto emite radiação térmica.
( ) Um corpo negro é definido como um corpo hipotético que absorve toda a radiação térmica que nele incidir.
( ) A taxa de energia emitida por radiação por unidade de área, dada em W/m², é chamada de poder emissivo da superfície.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:
3) Os trocadores de calor são classificados basicamente de acordo com o arranjo do escoamento e o tipo de construção.
“A diferença de temperatura Delta T é inicialmente mais alta na entrada dos fluidos quente e frio, mas decresce rapidamente com o aumento de x, aproximando-se assintoticamente de zero na saída dos fluidos quente e frio”.
Assinale a alternativa que apresenta o arranjo do escoamento ao qual o trecho se refere.
Escolha uma:
“A diferença de temperatura Delta T é inicialmente mais alta na entrada dos fluidos quente e frio, mas decresce rapidamente com o aumento de x, aproximando-se assintoticamente de zero na saída dos fluidos quente e frio”.
Assinale a alternativa que apresenta o arranjo do escoamento ao qual o trecho se refere.
Escolha uma:
FENÔMENOS DE TRANSPORTE U3 - SEÇÃO 3 U3 S3 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM
1) Ar escoa por um trocador de calor com uma vazão em massa de 10 kg/s. O ar entra no trocador de calor com uma temperatura de 27ºC e sai com uma temperatura de 100ºC.
Para um escoamento em regime estacionário, considerando o calor específico do ar constante igual a 1,007 KJ/Kg.K, a taxa total de transferência de calor é de aproximadamente.
Escolha uma:
2) Os trocadores de calor são classificados basicamente de acordo com o arranjo do escoamento e o tipo de construção.
Fonte: Adaptado de Incropera (2013, pg. 425).
Assinale a alternativa que apresenta o tipo de trocador de calor ao qual a imagem se refere.
Escolha uma:
Fonte: Adaptado de Incropera (2013, pg. 425).
Assinale a alternativa que apresenta o tipo de trocador de calor ao qual a imagem se refere.
Escolha uma:
3) A radiação emitida por uma superfície real é calculada comparando-a com um corpo negro. Um corpo negro é definido como um corpo hipotético que absorve toda a radiação térmica que nele incidir. Ou seja, ele emite radiação exatamente na mesma taxa que absorve. A lei de Stefan-Boltzmann relaciona o poder emissivo de um corpo negro com a temperatura da sua superfície, como mostra a equação:
Em que ° é a constante de Stefan-Boltzmann e Ts é a temperatura da superfície do corpo negro, em Kelvin.
O fluxo térmico E máximo de uma superfície real, cuja emissividade e absortividade valem 0,8 e 0,6, respectivamente, pode ser calculado através da equação.
Escolha uma:
Em que ° é a constante de Stefan-Boltzmann e Ts é a temperatura da superfície do corpo negro, em Kelvin.
O fluxo térmico E máximo de uma superfície real, cuja emissividade e absortividade valem 0,8 e 0,6, respectivamente, pode ser calculado através da equação.
Escolha uma:
FENÔMENOS DE TRANSPORTE U3 - SEÇÃO 3 U3 - AVALIAÇÃO DA UNIDADE
1) De forma elementar, a transferência de calor estuda como a energia térmica é transferida, quanta energia é transferida e em que taxa essa energia é transferida. Os modos de transferência de calor são: condução; convecção e radiação.
A respeito dos modos de transferência de calor, avalie as afirmações a seguir.
I. Na condução ocorre a transferência de energia de partículas mais energéticas para partículas de menor energia devido às interações que ocorrem entre elas. Esta energia está relacionada à vibração e movimento das moléculas ou átomos. Esse fenômeno é verificado apenas entre sólidos com temperaturas diferentes.
II. Na convecção ocorre a transferência de energia de partículas das porções quentes para as porções frias de um fluido em movimento através da ação combinada de: condução de calor, armazenamento de energia e movimento de mistura. Esse fenômeno é verificado entre um fluido em movimento em contato com uma superfície sólida, estando os dois com temperaturas diferentes.
III. Na radiação ocorre a transferência de energia entre um superfícies quando tais superfícies estão separadas no espaço, ainda que exista vácuo entre elas. Esse fenômeno é verificado em toda a matéria que se encontra a uma temperatura não nula, não importando o quão pequena seja essa temperatura.
A respeito dos modos de transferência de calor, é correto o que se afirma em?
Escolha uma:
A respeito dos modos de transferência de calor, avalie as afirmações a seguir.
I. Na condução ocorre a transferência de energia de partículas mais energéticas para partículas de menor energia devido às interações que ocorrem entre elas. Esta energia está relacionada à vibração e movimento das moléculas ou átomos. Esse fenômeno é verificado apenas entre sólidos com temperaturas diferentes.
II. Na convecção ocorre a transferência de energia de partículas das porções quentes para as porções frias de um fluido em movimento através da ação combinada de: condução de calor, armazenamento de energia e movimento de mistura. Esse fenômeno é verificado entre um fluido em movimento em contato com uma superfície sólida, estando os dois com temperaturas diferentes.
III. Na radiação ocorre a transferência de energia entre um superfícies quando tais superfícies estão separadas no espaço, ainda que exista vácuo entre elas. Esse fenômeno é verificado em toda a matéria que se encontra a uma temperatura não nula, não importando o quão pequena seja essa temperatura.
A respeito dos modos de transferência de calor, é correto o que se afirma em?
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2) Uma sonda interplanetária é uma nave espacial não tripulada, utilizada para a exploração remota de outros planetas, satélites, asteroides ou cometas. Normalmente as sondas tem recursos de telemetria, que permitem estudar à distância suas características físico-químicas, tirar fotografias e por vezes também o seu meio ambiente. Sabe-se que uma sonda interplanetária, com área superficial de 1 m2 e emissividade 0,5, contem eletrônicos internos que dissipam 48 W de calor.
Considerando que a sonda não recebe radiação de outras fontes como, por exemplo, do sol, e utilizando a constante de Stefan-Boltzmann
, a temperatura superficial da sonda é?
Escolha uma:
Considerando que a sonda não recebe radiação de outras fontes como, por exemplo, do sol, e utilizando a constante de Stefan-Boltzmann
, a temperatura superficial da sonda é?Escolha uma:
3) Você já vivenciou um resfriamento por convecção se alguma vez estendeu sua mão para fora da janela de um veículo em movimento ou a imergiu em uma corrente de água. Considere duas situações hipotéticas descritas a seguir.
Situação A: Em uma viagem de carro, você estende sua mão para fora da janela do veículo para examinar a temperatura externa.
Situação B: Para verificar a temperatura de um rio, você mergulha sua mão na água corrente.
Sabendo que: em ambos os casos a superfície da sua mão está a uma temperatura de 30°C; tanto a temperatura do ar quanto da água em ambas situações é de 10°C; o vento atinge sua mão com uma velocidade de 72 km/h (situação A); a velocidade do rio corrente é 1 m/s (situação B); os coeficientes de convecção podem ser estimados em 10 W/m2·K para o ar e 300 W/m2·K para a água.
A partir do texto acima, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. Em ambas as situações o calor é removido da sua mão por convecção, sendo que na situação A a sensação de frio será maior do que na situação B.
PORQUE
II. O processo de transferência de calor por convecção está relacionado apenas com a velocidade do escoamento do fluido, sendo que quanto maior a velocidade, mais calor é transferido, independente do fluido ser a água ou o ar.
Escolha uma:
Situação A: Em uma viagem de carro, você estende sua mão para fora da janela do veículo para examinar a temperatura externa.
Situação B: Para verificar a temperatura de um rio, você mergulha sua mão na água corrente.
Sabendo que: em ambos os casos a superfície da sua mão está a uma temperatura de 30°C; tanto a temperatura do ar quanto da água em ambas situações é de 10°C; o vento atinge sua mão com uma velocidade de 72 km/h (situação A); a velocidade do rio corrente é 1 m/s (situação B); os coeficientes de convecção podem ser estimados em 10 W/m2·K para o ar e 300 W/m2·K para a água.
A partir do texto acima, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. Em ambas as situações o calor é removido da sua mão por convecção, sendo que na situação A a sensação de frio será maior do que na situação B.
PORQUE
II. O processo de transferência de calor por convecção está relacionado apenas com a velocidade do escoamento do fluido, sendo que quanto maior a velocidade, mais calor é transferido, independente do fluido ser a água ou o ar.
Escolha uma:
4) Considere uma janela de vidro duplo
, de espessura 5 mm, nas quais as placas de vidro são separadas por uma camada de ar
com 10 mm de espessura. Para essa janela, as temperaturas das superfícies interna e externa são de 15ºC e 5ºC, respectivamente.
Considerando os valores citados no texto, o valor do fluxo de calor que atravessa essa janela dupla é de?
Escolha uma:
, de espessura 5 mm, nas quais as placas de vidro são separadas por uma camada de ar com 10 mm de espessura. Para essa janela, as temperaturas das superfícies interna e externa são de 15ºC e 5ºC, respectivamente.Considerando os valores citados no texto, o valor do fluxo de calor que atravessa essa janela dupla é de?
Escolha uma:
5) Um prédio recebe, no verão, uma brisa leve. Um fluxo de energia solar total de 450W/m² incide sobre a parede externa. Destes, 100W/m²são absorvidos pela parede, sendo o restante dissipado para o ambiente por convecção. O ar ambiente, a 27ºC, escoa pela parede a uma velocidade tal que o coeficiente de transferência de calor é estimado em 500W/m².K.
Considerando os valores citados no texto, temperatura da parede externa desse prédio é estimada em.
Escolha uma:
Considerando os valores citados no texto, temperatura da parede externa desse prédio é estimada em.
Escolha uma:
