260 wm2 d preenchido com um material super isolante k

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preenchido com uretana (isolante térmico com k = 0,026 W/m∙K); (R.: 260 W/m2) d) preenchido com um material super isolante (k = 0,00002 W/m∙K). (R.: 0,2 W/m2) 3) Considere uma placa plana de silício, cuja condutividade térmica é 150 W/m∙K. Estime o fluxo transferido em estado estacionário nesta placa, cuja espessura é 2 cm, se as faces da placa estão submetidas a temperaturas de 20 e 40 ºC. Qual a temperatura no centro da placa? (R.: 150 kW/m2; 30 ºC) 4) Uma porta de vidro de 1 m de largura e 2 m de altura possui 5 mm de espessura e condutividade térmica de 1,4 W/m∙K. Se as temperaturas interna e externa da porta são 15 ºC e 10 ºC, respectivamente, em um dia de inverno, qual a taxa de perda de calor através do vidro? (R.: 14 kW) 5) A parede de um forno industrial é construída com tijolos refratários de 15 cm de espessura e condutividade térmica de 1,7 W/m∙K. Medições realizadas durante a operação do forno em regime estacionário apresentaram temperaturas de 1400 e 1150 K nas superfícies interna e externa, respectivamente. Qual é a taxa de perda de calor pela parede, cujas dimensões são 0,5 m por 1,2 m? (R.: 1.700 W)
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37 6) Ar ambiente, a 25 ºC, escoa sobre uma placa, com 50 cm de largura e 75 cm de comprimento, mantida aquecida a 250 ºC. Calcule a taxa de transferência de calor por convecção considerando um coeficiente convectivo de 25 W/m2∙K. (R.: 2.109 W) 7) Um bloco de aço com área superficial de 0,8 m2 sofre um tratamento térmico à temperatura de 400 ºC e é deixado para esfriar naturalmente. Considerando que a temperatura do ar ambiente é de 20 ºC, determine a taxa de transferência de calor que se estabelece em um processo de convecção natural com coeficiente convectivo de 4 W/m2∙K. Se, para apressar o resfriamento fosse colocado um ventilador impulsionando ar ambiente sobre o bloco de aço, qual seria a taxa de transferência de calor considerando um processo de convecção forçada com coeficiente convectivo de 120 W/m2∙K? (R.: 1,2 kW; 36,5 kW) 8) Um aquecedor elétrico de cartucho, com uma área superficial de 0,013 m2, dissipa 2 kW em condições normais de operação. a) Determine a temperatura da superfície do aquecedor, quando uma corrente de água a 20ºC flui pelo aquecedor sob um coeficiente convectivo de 5000 W/m2∙K. (R.: 51 ºC) b) Se o escoamento da água é interrompido e o aquecedor permanece em operação, sua superfície passa a estar exposta ao ar, que também se encontra a 20 ºC. Contudo, neste caso h = 50 W/m2∙K. Qual seria a temperatura superficial correspondente? (R.: 3.097 ºC) 9) Um chip quadrado com 5 mm de lado opera em condições isotérmicas. Ele é posicionado em um substrato de modo que as superfícies laterais e inferior estão isoladas termicamente, enquanto que a superfície superior é exposta a um fluxo de ar a 15 ºC, com coeficiente convectivo de 200 W/m2∙K. Nestas condições, qual a potência máxima permitida que o chip pode dissipar, se a temperatura do chip não puder exceder a temperatura de 85 ºC para operar de forma adequada? (R.: 0,35 W) 10) Você vivenciou um resfriamento por convecção se alguma vez estendeu
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  • Spring '14

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