Em um sistema de ar condicionado, o evaporador desempenha uma função crucial no ciclo de refrigeração. Qual é a principal função do evaporador em um sistema de ar condicionado? 

Um trocador de calor de tubo duplo com escoamento contracorrente, fluido quente a temperatura de 90 °C e vazão mássica de 2 kg/s é utilizado para aquecer um fluido que entra no trocador de calor a uma temperatura de 30 °C e com vazão de 4 kg/s. Sabendo que ambos os fluidos deixam o trocador de calor a uma temperatura de 60 °C e que o coeficiente global de transferência de calor é 200 W/m²K, qual a área de troca térmica desse trocador de calor? (Dados: calor específico do fluido quente é 3,0 kJ/kg*K). 

Ao longo do tempo, observou-se uma redução no desempenho de um trocador de calor instalado em uma indústria. Quanto a essa perda de desempenho, avalie as asserções a seguir e a relação entre elas:

I – As incrustações devem ser levadas em consideração nos projetos de trocadores de calor, em aplicações onde essa ocorrência é provável, por meio da adoção de um fator de incrustação.

PORQUE

II – O desempenho dos trocadores de calor normalmente se deteriora com o passar do tempo, devido ao acúmulo de substância ao longo das paredes do equipamento.

A respeito dessas asserções, assinale a opção CORRETA: 

Durante uma viagem em rodovia, o motorista Cláudio percebe um barulho contínuo vindo do motor, acompanhado de aumento na temperatura indicada no painel. Ele decide parar imediatamente para inspecionar o veículo. Qual dos fatores abaixo pode ser uma causa comum de superaquecimento do motor? 

Uma parede é composta de argamassa, bloco cerâmico e argamassa. As resistências térmicas destas camadas são 0,025 m²·K/W, 0,2 m²·K/W e 0,025 m²·K/W, respectivamente; e a soma das resistências térmicas superficiais, externa e interna, é de 0,15 m²·K/W. Pode-se afirmar para esta parede que:

Em um sistema de resfriamento, a transferência de calor é realizada por convecção forçada. Assinale a alternativa que apresenta a ação que aumentaria o coeficiente de transferência de calor por convecção.

Para medir a temperatura de um fluido em um ambiente de alta pressão e alta temperatura (acima de 1000°C), assinale a alternativa que apresenta o instrumento mais adequado.

O resfriamento de um corpo em um meio com temperatura constante, é descrito pela seguinte equação diferencial:

dT/dt = -k*(T - Ta)

Onde:

T(t): temperatura do corpo em função do tempo, (°C).

Ta: temperatura ambiente, (°C).

k: constante de proporcionalidade, (1/s).

t: tempo, (s). 

Se um corpo inicialmente a 100°C é colocado em um ambiente a 20°C e após 10 minutos sua temperatura é de 60°C, qual é o valor aproximado da constante k?

A convecção pode ser classificada como convecção natural (ou livre) ou forçada, dependendo de como o movimento do fluido é iniciado. Na convecção forçada, o fluido é forçado a escoar sobre a superfície ou dentro de um tubo por meios externos, como bomba ou ventilador. Na convecção natural, qualquer movimento do fluido é causado por meios naturais, como o efeito empuxo, que se manifesta com fluidos quentes subindo e fluidos frios descendo. A experiência mostra que a transferência de calor por convecção depende fortemente das propriedades do fluido, como viscosidade dinâmica, condutividade térmica, densidade e calor específico, assim como da velocidade do fluido. Ela também depende da geometria e da rugosidade da superfície sólida, além do tipo de escoamento do fluido (modo laminar ou turbulento).

Considerando o texto apresentado, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.

I. Todas as observações experimentais indicam que a temperatura do fluido é maior próximo à superfície do que nas camadas adjacentes do fluido.

PORQUE

II. O fluido, em contato direto com um sólido, “adere” à superfície por causa dos efeitos viscosos, atingindo repouso completo na superfície, onde não há escorregamento.

A respeito dessas asserções, assinale a opção CORRETA.

A determinação das taxas de transferência de calor de um sistema e, consequentemente, o tempo de aquecimento ou resfriamento e a variação de temperatura são os objetivos da transferência de calor. A termodinâmica trabalha com estados termodinâmicos em equilíbrio e transformações de um estado de equilíbrio para outro. A transferência de calor, por sua vez, trabalha com sistemas que não estão em equilíbrio térmico, pois são fenômenos de não equilíbrio termodinâmico. O estudo da transferência de calor não pode ser baseado apenas nos princípios da termodinâmica. A primeira lei estabelece que a taxa de energia transferida para um sistema deve ser igual à taxa de crescimento de sua energia.

Considerando o texto apresentado, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.

I. Quanto maior o gradiente de temperatura, maior a taxa de transferência de calor.

PORQUE

II. A taxa de calor transferido deve ser na direção da maior temperatura.

A respeito dessas asserções, assinale a opção CORRETA.

Condução é a transferência de energia das partículas mais energéticas de uma substância para partículas vizinhas adjacentes menos energéticas, como resultado da interação entre elas. A condução pode ocorrer em sólidos, líquidos ou gases e a sua taxa de transferência de calor é definida pela equação da figura abaixo. Em líquidos e gases, a condução deve-se às colisões das moléculas em seus movimentos aleatórios. Nos sólidos, ela acontece por causa da combinação das vibrações das moléculas em rede, e a energia é transportada por elétrons livres.

Considerando a condução de calor em regime permanente através de uma grande parede de espessura ∆𝑥 = 𝐿 e área 𝐴 e a equação da taxa de condução de calor, assinale a alternativa CORRETA:

A figura a seguir ilustra os escoamentos que ocorrem em um trocador de calor.

Esse trocador de calor é do tipo