Um gás ideal é aquecido de 127°C a 727°C, sendo que seu calor específico a pressão constante, em base molar, é regido pela equação abaixo:

Sendo α = 3,5, β = -1,5 × 10^-3 e ≅ 8 kJ/kmol.K, a variação de entalpia, em kJ/kg, para um gás de massa molecular igual a 30 kg/kmol é

Um duto cilíndrico metálico, longo, imerso na água, conduz um fluido aquecido.

Sabe-se que

• o diâmetro interno do duto é 16 cm;

• a condutividade térmica do duto é ;

• o coeficiente de transferência de calor por convecção da água é ;

• a temperatura do fluído é mantida constante;

• a transferência de calor está em regime permanente.

A espessura de parede do duto que confere a máxima transferência de calor do fluido à água é, em cm,

Por uma placa de espessura igual a 3 cm passa um fluxo de calor de 120 W/m² .

Qual a condutividade térmica do material com que é feita essa placa se a diferença de temperatura entre as faces da placa é igual 30 °C?

Um tubo com diâmetro externo de 25,4 mm é mantido a uma temperatura uniforme e está recoberto por um tubo isolante para redução da perda de calor. Considere que o calor seja dissipado pela superfície externa da cobertura por convecção natural para o ar ambiente à temperatura constante.

Qual é o valor da espessura crítica de isolamento, em mm,

Dados

Tubo isolante - k = 0,20 W/(m.°C);

Convecção - h = 10 W/(m.°C).

Sobre os modos de transferência de calor, pode-se afirmar corretamente que

As superfícies externas das paredes de um galpão são mantidas a -20 °C, enquanto a temperatura da superfície interna é de 20°C. As paredes têm 25 cm de espessura e a condutividade térmica é de 0,6 kcal/m °C. O valor da perda de calor para cada metro quadrado de superfície de parede, por hora, é

Considere um forno elétrico cuja potência é mantida constante. Admita que a temperatura da superfície externa das paredes deste forno também é mantida fixa e que estas paredes são planas (desprezando efeitos de arestas e cantos). Assinale a alternativa correspondente ao que aconteceria com a temperatura da superfície interna das paredes deste forno se a condutividade térmica do material responsável pelo seu isolamento diminuísse para a metade do seu valor original:

Transferência de calor é o transporte de energia entre dois corpos com temperaturas diferentes. Com relação aos mecanismos de transferência de calor, deve-se considerar o seguinte:

Considere duas placas grandes de metal “A” e “B” paralelas e separadas por uma distância d = 50 mm uma da outra, sendo, respectivamente, a T_A = 427°C e T_B = 127°C com, respectivas emissividades ε_A = 0,95 e ε_B = 0,40. Se o fluxo de calor para uma área unitária q^.= 4101 Kcal /hm² , determine o fator de forma F_AB considerando as duas superfícies cinzentas grandes e paralelas e o fluxo de calor acima .

(Considere: Constante de Stefan-Boltzman σ = 4,88 x 10^–8 Kcal /h.m².K ⁴ )

Assinale a alternativa referente ao valor de F_AB.

Para calcular a carga térmica de edificações, faz-se necessário observar vários fatores, dentre eles, a posição das paredes da edificação, em função da radiação solar. Considere a seguinte situação: uma parede de alvenaria, construída exclusivamente por tijolos estruturais, encontra-se com temperatura de 42°C e 17°C em suas faces. Sabe-se que a condutividade térmica do tijolo é 1,35 W/m.K e a parede possui área de 40 m² , com espessura de 30 cm, estando a uma altura 3 m em relação ao piso da garagem. Nestas condições, é correto afirmar que a transferência de calor pelo interior da parede é de:

Na Termodinâmica, são mecanismos da transferência de calor:

Um cientista deseja construir uma máquina térmica. 

Considerando em seu projeto o valor de Th = 50^OC e Tc = 15^OC, a maior eficiência térmica que essa máquina pode possuir é:

As impurezas presentes na água utilizada como fluido de troca térmica, nos trocadores de calor à água, levam a formação de crostas na superfície da tubulação. Esse incrustamento implica em:

Considere uma parede plana de duas camadas conforme figura abaixo.

A primeira camada tem espessura e₁ e condutividade térmica K₁. A segunda camada tem espessura e₂ e condutividade térmica K₂. Ambas têm área de troca térmica A. A camada 1 tem contato à esquerda com um fluído i que possui temperatura T_i e coeficiente de troca por convecção (ou coeficiente de película) h_i. A face A tem temperatura superficial T_a e a face B tem temperatura superficial T_b. Sabe-se que T_i >T_a>T_b. Nestas circunstâncias, o coeficiente global U de transferência de calor entre o fluído i e a face B é:

A diferença média logarítmica de temperaturas (LMTD) de um trocador de calor de correntes opostas, em que o fluido quente entra a 110°C e sai a 80°C, enquanto o fluido frio entra a 20°C e sai a 90°C, é

É possível tirar várias conclusões importantes a partir da relação da eficácia de uma aleta suficientemente longa de seção transversal uniforme sob condições permanentes. Uma delas é que o uso de aletas é mais eficaz em aplicações que envolvem um baixo coeficiente de transferência de calor por convecção.

Assim, entre um líquido e um gás, o uso de aletas é mais facilmente justificável quando o meio é um

O fator de forma de uma superfície plana para ela mesma é

O adimensional que fornece o principal critério para determinar se o escoamento é laminar ou turbulento em convecção natural é o número de

Uma tubulação industrial de aço inoxidável possui 40 mm de diâmetro interno e 5 mm de espessura de parede. Essa tubulação transporta um fluido a 200°C e um fluido externo a uma temperatura de 115°C.
Sabendo que o coeficiente de condução térmica do material isolante é igual a 0,2 W/m°C e o coeficiente de convecção na parede externa é de 4,0 W/m² °C, a máxima transferência de calor entre o tubo e o meio externo é igual a, aproximadamente,
Dados de apoio: ln(2) ≈ 0.7; π ≈ 3

Água quente escoa num tubo feito com plástico de engenharia (K = 25 W/mK) com raio interno 2,0 cm e espessura 5 mm. O tubo é recoberto externamente por um isolante K = 0,50 W/mK com espessura 25 mm de modo que a temperatura externa do isolante não ultrapasse 30 °C. A temperatura do meio ambiente é 20 °C. Dado h_água = 80 W/m²K; h_ext = 20 W/m²K. A taxa de transferência de calor por unidade de comprimento perdida para o meio externo é