Situações unidimensionais

Situações Unidimensionais

1o PROBLEMA: Uma pessoa coloca maçãs em um freezer que está a -15C de forma a resfriá-las rapidamente para visitantes que devem chegar logo. Inicialmente, as maçãs estão a 20 C, temperatura uniforme, e o coeficiente de troca de calor por Convecção na superfície das maçãs é de 8 W/m2.K. Modelando as maçãs como esferas de 9 cm de diâmetro e considerando que as suas propriedades sejam massa específica = 840 kg/m3; calor específico = 3,81 kJ/kg.K e k = 0,418 W/m.C, determine as temperaturas no centro e na superfície das maçãs em 1 hora. Determine ainda a quantidade de calor trocado em cada maçã.

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2o PROBLEMA: Duas placas planas de aço (k = 43 W/m.oC e difusividade térmica = 1,17x10-5 m2/s) de espessura 2cm são colocadas uma em cima da outra e deixadas ao ar frio (- 15oC) por um tempo longo. Devido à inevitável presença do ar e da umidade existente nele, as duas placas são grudadas pelo congelamento do vapor dágua. Para separar as placas posteriormente, um aluno de engenharia pretende usar ar quente, 50oC, produzido por um secador e que resulta em um coeficiente de troca de calor por Convecção igual a 400 W/m2. (a) Determine o tempo de exposição para que a separação seja efetuada. (b) A temperatura da superfície da placa neste instante e (c) o calor trocado até que isto ocorra.

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3o PROBLEMA: Ovo comum pode ser aproximado como uma esfera de 5 cm de diâmetro. Considere que, inicialmente, o ovo esteja a 5oC e que seja colocado em água fervente a 95oC . Considere que o coeficiente de troca de calor por convecção seja de h = 1200 W/m2.K . Determine o tempo necessário para que o centro do ovo atinja 70oC .

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4o PROBLEMA: No exercício anterior, verifique a influência do tamanho do ovo, considerando agora um de avestruz (d = 0,20m).

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5o PROBLEMA: Um eixo cilíndrico, longo, de 35 cm de diâmetro, construído em aço inoxidável 304 (k = 14,9 W