Exercicio calor

Exercícios

• Uma camada de material refratário ( k=1,5 kcal/h.m.º C ) de 50 mm de espessura está localizada entre duas chapas de aço ( k = 45 kcal/h.m .º C ) de 6,3 mm de espessura. As faces da camada refratária adjacentes às placas são rugosas de modo que apenas 30 % da área total está em contato com o aço. Os espaços vazios são ocupados por ar ( k=0,013 kcal/h.m. .º C ) e a espessura média da rugosidade de 0,8 mm. Considerando que as temperaturas das superfícies externas da placa de aço são 430º C e 90º C, respectivamente; calcule o fluxo de calor que se estabelece na parede composta.

• O vidro traseiro de um automóvel é desembaçado pela fixação de um aquecedor em película, fino e transparente, sobre a sua superfície interna. O seu funcionamento fornece um fluxo térmico uniforme na superfície interna do vidro. Para um vidro com 4 mm de espessura, determine a potência elétrica, por unidade de área, necessária para manter a temperatura na superfície interna em 15ºC, quando a temperatura do ar no interior do carro e o respectivo coeficiente de convecção são Ti = 25ºC e hi = 10W/m2K e a temperatura e o coeficiente de convecção do lado externo (ambiente) são Te = -10oC e he = 65W/m2K.

1,4 W/mK

• Uma janela térmica possui duas peças de vidro com 7mm de espessura cada uma, separadas por uma camada de ar também com 7mm de espessura. A janela separa o ar da sala a 20oC do ar ambiente externo a -10oC. O coeficiente de transferência de calor por convecção associado à superfície interna é é de 10 W/m2K. Se o coeficiente de convecção do lado externo é de he = 80 W/m2K, qual é a perda de calor através de uma janela que possui 0,8m de comprimento por 0,5m de largura? Despreze a troca de calor por radiação e suponha que o ar entre as lâminas de vidro encontra-se estagnado.
1,4 W/mK (vidro) 0,0245 W/mK (ar)