Termodinamica

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EXERCÍCIOS DE TERMODINÂMICA E MÁQUINAS TÉRMICAS – LISTA 02

Transferência de Calor por Convecção e por Radiação
1. Descreva o mecanismo de transferência de calor por convecção. 2. Descreva o mecanismo de transferência de calor por radiação. 3. Uma superfície plana possuindo uma área de 2m2 e uma temperatura de 350K é resfriada convectivamente por um gás a 300K. Determine a maior e a menor taxa de transferência de calor, em kW, que poderiam ser encontradas para (a) convecção livre, (b) convecção forçada. 4. Uma superfície plana é coberta com um isolante com condutividade térmica de 0,08 W/mK. A temperatura na interface entre a superfície e o isolante é de 300ºC. O lado externo do isolante é exposto ao ar a 30ºC, e o coeficiente de transferência de calor por convecção entre o isolante e o ar é 10W/m2K. Ignorando a radiação, determine a espessura mínima de isolamento, em metros, tal que o lado externo do isolante possua uma temperatura inferior a 60ºC em regime permanente. 5. Sistema Cilíndrico Composto. Mostre que para o cilindro oco composto com convecção em ambas as superfícies interna e externa a taxa de transferência de calor é dada por;

P=

(T f int erno − T fexterno ) ln(r2 r1 ) ln(r3 r2 ) 1 1 + + + 2πr1 Lh1 2πLk A 2πLk B 2πr3 Lh3

r3

r1 r2

6. Um tubo de aço inoxidável (k =14W/m.K), utilizado para transportar um produto farmacêutico resfriado, possui um diâmetro interno de 36mm e uma espessura de parede de 2mm. O produto farmacêutico e o ar ambiente estão a temperaturas 6ºC e 23ºC, respectivamente,