Lista01 2008 1

Lista de exercícios – Caps. 1, 2 e 3
TM-114 Transferência de Calor e Massa (Turma B) – 2008/1
1. (Incropera, 6ed, 1.7) Um circuito integrado (chip) quadrado de silício (k = 150 W/m·K) possui w = 5 mm de lado e espessura t = 1 mm. O chip está alojado no interior de um substrato de tal modo que as suas superfícies laterais e inferior estão isoladas termicamente, enquanto sua superfície superior encontra-se exposta a uma substância refrigerante.

Se 4 W estão sendo dissipados pelos circuitos que se encontram montados na superfície inferior do chip, qual a diferença de temperatura que existe entre as suas superfícies inferior e superior, em condições de regime estacionário?
Resp: 1,1ºC
2. (Incropera, 6ed, 1.14) Ar a 40ºC escoa sobre um cilindro longo, com 25 mm de diâmetro, que possui um aquecedor elétrico no seu interior. Durante uma bateria de testes foram tomadas medidas da potência dissipada por unidade de comprimento do cilindro, P ′ , necessária para manter a temperatura da superfície do cilindro em 300ºC para diferentes velocidades V da corrente de ar, medidas em uma posição afastada da superfície. Os resultados obtidos foram os seguintes:
Velocidade do ar, V (m/s)
Potência, P ′ (W)

1
450

2
658

4
983

8
1507

12
1963

a) Determine o coeficiente de transferência de calor por convecção para cada velocidade.
Resp: 22,1; 32,3; 48,2; 73,9; 96,2.
b) Supondo que o coeficiente convectivo dependa da velocidade de escoamento do ar de acordo com uma relação do tipo h = C ⋅ V n , determine os parâmetros C e n a partir dos resultados da parte (a). Resp: 22,12; 0,6.
3. (Incropera, 6ed, 1.25) Uma sonda interplanetária esférica, de diâmetro 0,5 m, contém circuitos eletrônicos que dissipam 150 W. Se a superfície da sonda possui uma emissividade de 0,8 e não recebe radiação de outras fontes como, por exemplo, do sol, qual a sua temperatura superficial?
Resp: 254,7 K
4. (Incropera, 6ed, 1.36) Um aquecedor de sangue é usado durante transfusão de sangue para um paciente. Este