Questões de Concurso Sobre transferência de calor (condução, convecção e radiação) em engenharia mecânica

Questões Discursivas

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Ano: 2026 Banca: CIAAR Órgão: CIAAR Prova: CIAAR - 2026 - CIAAR - Engenharia Mecânica |
Q4186617 Engenharia Mecânica
Para um fio condutor de corrente elétrica com diâmetro de 20 mm, exposto ao ar (h=20 W/m2K), a dissipação máxima de calor ocorre quando a espessura do isolamento (0,5 W/mK) é:
Alternativas
Ano: 2026 Banca: CEPUERJ Órgão: UERJ Prova: CEPUERJ - 2026 - UERJ - Engenheiro Mecânico |
Q4183661 Engenharia Mecânica
No balanço de energia de uma superfície opaca, a parcela de irradiação que efetivamente altera a energia térmica interna do meio é a: 
Alternativas
Q4157488 Engenharia Mecânica
O número adimensional que expressa a razão entre a resistência térmica interna por condução em um sólido e a resistência térmica externa por convecção é: 
Alternativas
Q4157483 Engenharia Mecânica
Com relação aos compressores alternativos de pistão, assinale a opção correta. 
Alternativas
Q4157478 Engenharia Mecânica
Uma superfície sólida, pequena, opaca e cinzenta, mantida à temperatura uniforme, troca calor por radiação com uma vizinhança muito maior, que a envolve completamente, a qual pode ser considerada como um corpo negro à temperatura uniforme. O meio entre a superfície e a vizinhança é não participante. Sobre esse fenômeno, assinale a opção correta.
Alternativas
Q4157452 Engenharia Mecânica
Considere trocadores de calor operando em regime permanente, com escoamento monofásico (sem mudança de fase) e sem perdas de calor para o ambiente. Sobre a análise e o desempenho de trocadores de calor, assinale a opção correta.
Alternativas
Q4157445 Engenharia Mecânica
Uma esfera maciça, homogênea e isotrópica, de raio R, apresenta geração volumétrica uniforme de calor q. O sólido opera em regime transiente, sem variações angulares, de modo que a temperatura depende apenas do raio r e do tempo t. O problema é modelado em coordenadas esféricas. A superfície da esfera (r= R) troca calor por convecção com um fluido a temperatura Too e coeficiente de convecção h. A temperatura inicial do sólido é uniforme e igual a Ti. Considere k a condutividade térmica do material e a sua difusividade térmica. As equações relativas à equação governante, condições de contorno e inicial do problema foram escritas da seguinte forma, respectivamente: 
I. Imagem associada para resolução da questão
II. Imagem associada para resolução da questão= 0
III. Imagem associada para resolução da questão
IV. T (r, 0) = Ti

Sendo assim, assinale a opção correta. 
Alternativas
Q4157363 Engenharia Mecânica

O processo de fabricação de uma placa metálica de 10 m de comprimento e 20 m² de área requer um resfriamento advectivo por um fluido de condutividade térmica de 1,5 W/(m.K). A temperatura da placa é de 125 °C, enquanto o ambiente permanece a 25 °C. Assinale a opção que apresenta a taxa de transferência de calor, em W, da placa para o ambiente.


Dado: Nusselt = 2.

Alternativas
Q4157344 Engenharia Mecânica
Acerca da teoria e dos fundamentos de trocadores de calor, assinale a opção correta.
Alternativas
Q4084095 Engenharia Mecânica
        No contexto tecnológico do século XVIII — a era de ouro da primeira Revolução Industrial —, a fornalha era o "coração" energético de uma máquina térmica. Ela era o componente no qual ocorria a conversão de energia química (do combustível) em energia térmica (calor), a qual era posteriormente utilizada em processos internos, sendo convertida parcialmente em trabalho mecânico.

        Nas máquinas de Newcomen, a fornalha era uma câmara de combustão projetada para alimentar a caldeira. Esta, por sua vez, consistia em um grande recipiente construído com o objetivo de permitir a troca de calor entre a fornalha e a água em seu interior, produzindo geralmente vapor sob altas pressões — o que permite compará-la a uma grande panela de pressão.

         Suponha que uma fornalha produza uma potência térmica máxima de 40 kW e que 25% deste total sejam transferidos para 2 toneladas de água no interior de uma caldeira, inicialmente a 27 °C. Considerando que todas as trocas de calor da caldeira ocorram apenas com a fornalha, adote o calor específico da água como 4 J∙g−1 ∙°C−1 , o calor latente de vaporização da água como 2.160 J/g, a constante de Stefan-Boltzmann como 5,7 × 10−8 W/m2 e o comprimento da onda eletromagnética correspondente à cor vermelha como 700 nm. 

Com base nessas informações, julgue o item que se segue.


A potência total emitida por irradiação em um radiador térmico de emissividade unitária com área superficial de 1 m2 e mantido em equilíbrio térmico à temperatura de 1.000 K excede em mais de 40% a potência térmica máxima disponibilizada pela fornalha.

Alternativas
Q4084094 Engenharia Mecânica
        No contexto tecnológico do século XVIII — a era de ouro da primeira Revolução Industrial —, a fornalha era o "coração" energético de uma máquina térmica. Ela era o componente no qual ocorria a conversão de energia química (do combustível) em energia térmica (calor), a qual era posteriormente utilizada em processos internos, sendo convertida parcialmente em trabalho mecânico.

        Nas máquinas de Newcomen, a fornalha era uma câmara de combustão projetada para alimentar a caldeira. Esta, por sua vez, consistia em um grande recipiente construído com o objetivo de permitir a troca de calor entre a fornalha e a água em seu interior, produzindo geralmente vapor sob altas pressões — o que permite compará-la a uma grande panela de pressão.

         Suponha que uma fornalha produza uma potência térmica máxima de 40 kW e que 25% deste total sejam transferidos para 2 toneladas de água no interior de uma caldeira, inicialmente a 27 °C. Considerando que todas as trocas de calor da caldeira ocorram apenas com a fornalha, adote o calor específico da água como 4 J∙g−1 ∙°C−1 , o calor latente de vaporização da água como 2.160 J/g, a constante de Stefan-Boltzmann como 5,7 × 10−8 W/m2 e o comprimento da onda eletromagnética correspondente à cor vermelha como 700 nm. 

Com base nessas informações, julgue o item que se segue.


Em uma caldeira cujas paredes são formadas por múltiplas camadas uniformes, planas e paralelas, compostas por materiais distintos, uma vez estabelecido o regime estacionário, as potências térmicas conduzidas através de cada camada apresentarão o mesmo valor.

Alternativas
Q4084092 Engenharia Mecânica
        No contexto tecnológico do século XVIII — a era de ouro da primeira Revolução Industrial —, a fornalha era o "coração" energético de uma máquina térmica. Ela era o componente no qual ocorria a conversão de energia química (do combustível) em energia térmica (calor), a qual era posteriormente utilizada em processos internos, sendo convertida parcialmente em trabalho mecânico.

        Nas máquinas de Newcomen, a fornalha era uma câmara de combustão projetada para alimentar a caldeira. Esta, por sua vez, consistia em um grande recipiente construído com o objetivo de permitir a troca de calor entre a fornalha e a água em seu interior, produzindo geralmente vapor sob altas pressões — o que permite compará-la a uma grande panela de pressão.

         Suponha que uma fornalha produza uma potência térmica máxima de 40 kW e que 25% deste total sejam transferidos para 2 toneladas de água no interior de uma caldeira, inicialmente a 27 °C. Considerando que todas as trocas de calor da caldeira ocorram apenas com a fornalha, adote o calor específico da água como 4 J∙g−1 ∙°C−1 , o calor latente de vaporização da água como 2.160 J/g, a constante de Stefan-Boltzmann como 5,7 × 10−8 W/m2 e o comprimento da onda eletromagnética correspondente à cor vermelha como 700 nm. 

Com base nessas informações, julgue o item que se segue.


A radiação térmica emitida pela caldeira poderia ser detectada por um observador em suas proximidades, ainda que o sistema estivesse no vácuo, pois a irradiação propagada na transferência de calor prescinde de um meio material.

Alternativas
Q4084086 Engenharia Mecânica
        Thomas Newcomen (1664-1729), de Devon, sudoeste da Inglaterra, foi um fabricante e comerciante de ferro que fornecia produtos para minas locais. Ele projetou uma máquina térmica que utilizava um pistão e uma viga móvel em seu funcionamento. O vapor era condensado abaixo do pistão, com água fria injetada dentro do cilindro, criando-se um vácuo parcial. Dessa forma, a pressão atmosférica empurrava o pistão para baixo dentro do cilindro. O cilindro era ligado a uma grande alavanca, e em uma das extremidades desta se pendurava a haste que bombeava a água, conforme ilustrado na figura a seguir. Acredita-se que Newcomen tenha produzido um ou mais motores experimentais antes da instalação do primeiro, em 1712, em uma mina de carvão. Esses motores eram máquinas grandes, com cerca de 10 m de altura, em uma casa de máquinas com a caldeira montada sob o cilindro. O primeiro motor instalado elevou água a 50 m.


Ney Rogério Rezende, História das máquinas térmicas e o desenvolvimento
das leis da termodinâmica. Rio de Janeiro, v. 1, 2021, p. 15.
Internet:<https://educapes.capes.gov.br> (com adaptações).

A partir das informações do texto precedente, e considerando que a densidade da água seja 1.000 kg/m3 , que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 e que a pressão atmosférica ao nível do mar seja 1 atm (105 Pa), julgue o item a seguir.


No processo de resfriamento e condensação de vapor descrito no texto, a forma predominante de transferência de calor no vapor se dá por convecção.

Alternativas
Q4083124 Engenharia Mecânica

Acerca dos processos de transferência de calor, julgue o item a seguir.


A convecção térmica ocorre devido ao movimento de massas de fluidos, como líquidos e gases.

Alternativas
Q4083123 Engenharia Mecânica

Acerca dos processos de transferência de calor, julgue o item a seguir.


O calor sempre flui espontaneamente de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.

Alternativas
Q4057032 Engenharia Mecânica
Os ciclos térmicos de potência são fundamentais para a geração de energia, sendo o ciclo de Rankine a base para o funcionamento de usinas termelétricas a vapor. No contexto das leis da termodinâmica aplicadas a máquinas térmicas, assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4057030 Engenharia Mecânica
O projeto de trocadores de calor e sistemas de refrigeração deve maximizar a taxa de transferência de energia minimizando o consumo de trabalho externo. Considerando os ciclos de refrigeração e equipamentos térmicos, analise as afirmativas a seguir.

I.No ciclo de refrigeração por compressão de vapor, o fluido refrigerante entra no compressor na fase de vapor superaquecido e sai na fase de mistura líquido-vapor.
II.Trocadores de calor do tipo casco e tubos utilizam chicanas internas para aumentar a turbulência do fluido no casco e melhorar o coeficiente global de transferência de calor.
III.O uso de economizadores em caldeiras industriais visa pré-aquecer a água de alimentação utilizando o calor residual contido nos gases de exaustão da chaminé.

Está correto o que se afirma em: 
Alternativas
Ano: 2026 Banca: UERJ Órgão: UERJ Prova: UERJ - 2026 - UERJ - Engenheiro Mecânico |
Q4042331 Engenharia Mecânica
A velocidade do vento é um fator determinante na análise térmica predial, afetando diretamente as perdas ou os ganhos de calor através do envelope da construção. Em termos físicos, o efeito de resfriamento provocado pelo vento em uma parede externa decorre do:  
Alternativas
Ano: 2026 Banca: UERJ Órgão: UERJ Prova: UERJ - 2026 - UERJ - Engenheiro Mecânico |
Q4042330 Engenharia Mecânica
Materiais isolantes, como a fibra de vidro ou espumas poliméricas, apresentam baixos valores de condutividade térmica efetiva. O mecanismo físico que garante a eficácia desses materiais fundamentase em:
Alternativas
Q3971026 Engenharia Mecânica
        

        Um trocador de calor é empregado, conforme o esquema precedente, para condensação de um fluido refrigerante, que entra na condição de vapor saturado e sai na condição de líquido saturado. A potência térmica nessas condições operacionais é de 5,04 kW. O calor específico da água a pressão constante é igual a 4,2 kJ/kg∙K e o calor latente de vaporização do fluido refrigerante é igual a 200 kJ/kg, na pressão em que se encontra no trocador.

Com base nas informações apresentadas, desconsiderando qualquer troca de calor pelas paredes externas do trocador, julgue o item seguinte.


O fluxo mássico de água que circula pelo trocador é de 0,4 kg/s.

Alternativas
Respostas
1: A
2: D
3: D
4: C
5: B
6: A
7: B
8: A
9: C
10: C
11: C
12: C
13: C
14: C
15: C
16: A
17: A
18: C
19: B
20: C