Transferência de Calor: Conceitos Fundamentais

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1.Para a modelagem matemática do fenômeno da convecção de calor, é comum utilizar alguns parâmetros adimensionais, que geralmente são nomeados em homenagem ao cientista que desenvolveu a teoria ou experimentos associados. Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) O número de Prandtl (Pr) é um dos parâmetros adimensionais utilizados em várias correlações empíricas da convecção de calor.
(    ) O número de Reynolds (Re) relaciona as forças de inércia e as forças viscosas no escoamento de um fluido.
(    ) O número de Prandtl (Pr) e o número de Reynolds (Re) são definidos na unidade m²/s no Sistema Internacional.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	F - F - V.
	 b)
	V - F - V.
	 c)
	F - V - F.
	 d)
	V - V - F.
	2.
	A convecção de calor é um mecanismo de transferência de energia térmica que requer a presença de um fluido. Este fenômeno é descrito pela lei de Newton do resfriamento. Com relação aos modos de convecção e à influência do coeficiente de transferência de calor por convecção (h), associe os itens, utilizando o código a seguir:
I- Convecção natural em gases.
II- Convecção natural em líquidos.
III- Convecção forçada.
(    ) É o tipo de mecanismo com os menores valores de coeficiente de transferência de calor por convecção (h).
(    ) É o tipo de mecanismo cujo coeficiente de transferência de calor por convecção (h) é aumentado devido a fatores externos atuantes sobre o fluido.
(    ) É o tipo de mecanismo em que as características do fluido, como a densidade maior, aumentam o valor do coeficiente de transferência de calor por convecção (h).
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	II - III - I.
	 b)
	III - I - II.
	 c)
	I - III - II.
	 d)
	II - I - III.
	3.
	A transferência de calor é fundamental para todos os ramos da engenharia. Sobre a transferência de calor e seus aspectos, analise as sentenças a seguir e assinale a alternativa CORRETA:
	
	 a)
	Somente a sentença III está correta.
	 b)
	As sentenças I, III e IV estão corretas.
	 c)
	As sentenças III e IV estão corretas.
	 d)
	As sentenças I, II e IV estão corretas.
	4.
	A geometria do sistema influencia no fenômeno de condução de calor, no que diz respeito à equação para cálculo da taxa de transferência de calor. Considere a condução de calor unidimensional em regime permanente através de uma parede plana, um cilindro oco e uma casca esférica com espessura de parede e propriedades termofísicas constantes, sem geração de calor. A variação de temperatura na direção da transferência de calor será linear em qual geometria?
	 a)
	Parede plana.
	 b)
	Parede plana e cilindro oco.
	 c)
	Casca esférica.
	 d)
	Cilindro oco e casca esférica.
	5.
	Um dos mecanismos de transferência de calor é a radiação. Este tipo de mecanismo difere da condução e da convecção em alguns aspectos fundamentais. Sobre a transferência de calor por radiação, analise as sentenças a seguir:
I- A radiação é um fenômeno de transferência de calor que requer a presença de um meio intermediário.
II- Radiação é a energia emitida pela matéria na forma de ondas eletromagnéticas como resultado da mudança da configuração eletrônica de átomos e moléculas.
III- Todos os corpos que estão acima da temperatura de 0 K (zero absoluto) emitem radiação térmica.
Assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	As sentenças II e III estão corretas.
	 b)
	Somente a sentença III está correta.
	 c)
	As sentenças I e II estão corretas.
	 d)
	Somente a sentença I está correta.
	6.
	Os mecanismos de transferência de calor são definidos a partir de equações constitutivas que foram definidas a partir de estudos e observações experimentais que refletem o fenômeno em questão. Uma vez que a equação pode ser usada para representar o fenômeno observado, podemos modelar matematicamente um fenômeno físico. Com base nas equações constitutivas dos três mecanismos de transferência de calor, associe os itens, utilizando o código a seguir:
I- Lei de Fourier.
II- Lei de Newton do resfriamento.
III- Lei de Stefan-Boltzmann.
(    ) Equação usada para a modelagem matemática dos fenômenos de radiação de calor.
(    ) Equação usada para a modelagem matemática dos fenômenos de condução de calor.
(    ) Equação usada para a modelagem matemática dos fenômenos de convecção de calor.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	III - I - II.
	 b)
	II - III - I.
	 c)
	I - III - II.
	 d)
	II - I - III.
	7.
	Apesar da complexidade envolvida no fenômeno da convecção, a taxa de transferência de calor por convecção pode ser expressa pela lei de newton do resfriamento, conforme imagem anexa. Com base nesta equação, analise as sentenças a seguir:
I- O termo "h" é chamado de coeficiente de transferência de calor por convecção e é uma propriedade exclusiva de cada tipo de fluido.
II- O termo "A" é a área superficial em contato com o fluido.
III- O termo "T infinito" se refere à temperatura do fluido em contato com a superfície sólida.
Assinale a alternativa CORRETA:
	
	 a)
	As sentenças I e II estão corretas.
	 b)
	Somente a sentença II está correta.
	 c)
	Somente a sentença III está correta.
	 d)
	As sentenças I e III estão corretas.
	8.
	Classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A transferência por radiação ocorre mais eficientemente no vácuo.
(    ) Todos os corpos emitem continuamente energia em virtude da sua espessura.
(    ) Radiação térmica é a energia emitida pela matéria que se encontra a uma temperatura não nula.
(    ) A taxa na qual a energia é liberada por unidade de área (W/m²) é conhecida como poder emissivo da superfície.
(    ) O símbolo a seguir é uma propriedade radiante da superfície conhecida por absortividade.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	
	 a)
	V - F - F - V - F.
	 b)
	V - F - V - V - F.
	 c)
	F - V - V - V - F.
	 d)
	F - V - V - F - V.
	9.
	A resistência térmica à transmissão de calor por condução depende da geometria do sistema. Usando a Lei de Fourier e a analogia com a Lei de Ohm, podemos definir a equação de resistência térmica para geometrias cartesianas, cilíndricas e esféricas. Com base no conceito de resistência térmica, associe os itens, utilizando o código a seguir:
I- Resistência térmica de um cilindro oco.
II- Resistência térmica de uma esfera oca.
III- Resistência térmica de uma parede retangular plana.
	
	 a)
	II - III - I.
	 b)
	I - III - II.
	 c)
	II - I - III.
	 d)
	III - I - II.
	10.
	A condução de calor unidimensional em regime permanente é um fenômeno modelado matematicamente através da lei de Fourier. Uma técnica muito utilizada para o estudo da condução de calor em paredes planas associadas em série é o uso do conceito de resistência a transmissão de calor, uma analogia com a resistência elétrica da lei de Ohm. Com base na figura a seguir e nas formas corretas para cálculo da resistência total à transferência de calor nesta associação de paredes planas, classifique V para as opções verdadeiras e F para as falsas:
	
	 a)
	V - F - V.
	 b)
	V - F - F.
	 c)
	F - V - V.
	 d)
	F - V - F.