Transferencia de calor

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Campus: Campinas-Swift e Limeira

1ª Lista – Transferência de Calor

1) Considere uma lâmpada incandescente de 150 W. o filamento da lâmpada tem 5 cm de comprimento e tem um diâmetro de 0,5 mm. O diâmetro do bulbo de vidro da lâmpada é de 8 cm. Determine o fluxo de calor, em W/m2, a) na superfície do filamento, b) na superfície do vidro da lâmpada, e c) calcular quanto irá custar por ano para manter a luz acesa oito horas por dia, todos os dias, se o custo unitário da eletricidade é de US$ 0,08/kWh.

Resposta: a) ̇ ( ̇ ̇ ̇

)

b) ̇ ( ̇ ̇ ̇

)

c) ̇( ( )( )( ) )

2) Uma placa de circuito de 15 cm X 20 cm abriga em sua superfície 120 chips lógicos estreitamente espaçados, cada um dissipando 0,12 W. Se a transferência de calor a partir da superfície de baixo da placa é desprezada, determine, a) a quantidade de calor que esta placa de circuito dissipa durante um período de 10 horas, em kWh, e b) o fluxo de calor na superfície das placas de circuito, em W/m2.

Resposta: a) ̇ ( )

b) ̇ ̇ ( ( ) )

3) Uma panela de alumínio cuja condutividade térmica é 237 W/m°C tem um fundo chato com diâmetro de 15 cm e espessura de 0,4 cm. O calor é transferido permanentemente através de seu fundo a uma taxa de 800 W para ferver a água. Se a superfície interna do fundo da panela está a 105°C, determinar a temperatura da superfície externa do fundo da panela.

Resposta: ̇

(

⁄ )(

)

4) Uma forma de medir a condutividade térmica de um material é fazer um sanduíche de um aquecedor elétrico entre duas amostras retangulares idênticas do material e isolar fortemente os quatro lados externos, como mostrado na figura. Termopares instalados nas superfícies interior e exterior das amostras registram as temperaturas. Durante um experimento, duas amostras de 10 cm X 10 cm de tamanho e 0,5 cm de espessura foram utilizadas. Quando atingiu uma operação permanente, o aquecedor consumia 25 W de potência elétrica e a temperatura de cada amostra observava uma