Condução de calor

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Fenômenos de Transporte – TT 417/EB 402 
Profª. Drª. Laura Maria Canno Ferreira Fais 
PED: Adélia Mara Massulo 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 4 – CONDUÇÃO 
 
1. As temperaturas interna e externa de uma janela de vidro com 5 mm de espessura são de 15 e 5°C. Qual 
é a perda de calor através de uma janela com dimensões de 1 mx 3m? A condutividade térmica do vidro é de 1,4 
W/ mK. (R: 8400W) 
 
2. A difusividade térmica  é a propriedade de transporte que controla um processo de calor por condução 
em regime transiente. Usando os valores apropriados de k,  e cp disponíveis nas tabelas dos livros de referencia 
calcule  para os seguintes materiais nas temperaturas indicadas: alumínio puro 300 e 700 K, carbeto de silício 
1000 K, parafina 300 K. (R: 97,1·10-6 m2/s; 76·10-6 m2/s; 23·10-6 m2/s; 9,2·10-8 m2/s) 
 
3. A distribuição de temperatura ao longo de uma parede com espessura de 1 m, em certo instante de 
tempo é dada pó T(x) = a+ bx+cx2 na qual T está em graus Celsius e x em metros, enquanto a= 900 °C, b= -300 
°C/m, c=-50 °C/m. Uma geração de calor uniforme q= 1000 W/m2, esta presente na parede cuja área é de 10 m2. A 
condutividade do material é k= 40 W/mK. Determine a taxa de transferência de calor que entra na parede (x=0) e 
que deixa a parede (x=1m) . (R: 120kW; 160 kW) 
 
4. Considere um cilindro de comprimento L= 20 m, radio interno r1= 6cm, raio externo r2= 8 cm e 
condutividade térmica k= 20 W/m °C. As temperaturas das superfícies internas e externas do cilindro são mantidas 
em temperaturas de T1= 150 °C e T2= 60 °C, respectivamente. Determine a taxa de transferência de calor através 
do cilindro. (R: 57,8 kW) 
 
5. Um circuito integrado (chip) quadrado de 
silício (k= 150 W/ mK) possui lados w = 5mm e 
espessura t=1mm. O circuito é montado em um 
substrato de tal forma que suas superfícies laterais 
inferiores estão isoladas termicamente, enquanto a 
superfície superior encontra-se exposta a um 
refrigerante. Se 4W está sendo dissipado nos 
circuitos montados na superfície inferior do chip, 
qual é a diferenca entre as temperaturas das 
superfícies inferior e superior no estado 
estacionário? (R: 1,1 C) 
 
 
6. Uma casa possui uma parede composta com camadas de madeira (k = 0,12W/m·K), isolamento à base de 
fibra de vidro (k = 0,038W/m·K) e placa de gesso (k = 0,17W/m·K), como indicado no esboço. A área total da 
superfície da parede é de 350 m2. A temperatura interna é 20C e a externa é -15C (OBS: os valores dos 
coeficientes de condução foram tirados do Apêndice A do livro do Incropera). 
a. Determine a perda total de calor através da parede (q = 4,29kW) 
b. Qual é a resistência dominante que determina a quantidade de calor que atravessa a parede? (Manta de 
fibra de vidro)