Questões - condução de calor e transferência térmica - Fenômenos de Transporte

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Questões sobre condução de calor e transferência térmica - Fenômenos de Transporte
1. A condução de calor é um fenômeno fundamental na transferência térmica. Explique o processo de condução de calor em sólidos e líquidos, destacando os mecanismos envolvidos e como a temperatura, a condutividade térmica e a área de seção transversal influenciam a taxa de transferência de calor.
2. Assinale a alternativa correta sobre os fatores que afetam a condução de calor:
a) A condutividade térmica de um material é constante, independentemente da temperatura e pressão.
b) A taxa de condução de calor é diretamente proporcional à espessura do material.
c) A área de seção transversal não afeta a taxa de condução de calor.
d) A condutividade térmica é maior em materiais sólidos do que em líquidos e gases.
3. A equação de condução de calor, baseada na Lei de Fourier, descreve como o calor se propaga em um material. Explique como essa equação é utilizada para modelar a condução de calor em um material homogêneo e isotrópico. Quais são as limitações dessa equação para materiais não homogêneos?
4. Considere um trocador de calor utilizado para transferir calor entre dois fluidos a diferentes temperaturas. Explique como a condução de calor ocorre nas superfícies do trocador de calor e como a espessura da parede do trocador pode influenciar a eficiência do processo. O que pode ser feito para melhorar o desempenho do trocador de calor?
5. Em sistemas de condução de calor, o comportamento de materiais como metais e cerâmicas pode ser bem descrito pela condutividade térmica. Explique como a estrutura atômica e molecular destes materiais influencia suas propriedades térmicas. Qual o impacto da temperatura e da composição no valor da condutividade térmica desses materiais?
6. Assinale a alternativa correta sobre as diferentes formas de condução de calor:
a) A condução de calor em sólidos é mais eficiente do que em líquidos e gases devido à maior proximidade das partículas.
b) Em líquidos e gases, a condução de calor ocorre principalmente por movimento de moléculas.
c) A condução de calor em gases é mais eficaz que em líquidos devido à maior densidade de partículas.
d) A condução de calor em líquidos e gases não depende da temperatura.
7. Explique como o coeficiente de transferência de calor em uma superfície é determinado e de que forma ele pode ser utilizado para otimizar processos industriais, como secagem e resfriamento de produtos. Quais são os principais fatores que influenciam esse coeficiente em um sistema?