Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre transferência de calor (condução, convecção e radiação) em engenharia mecânica

O estudo e o entendimento da radiação térmica, exluindo-se as considerações relacionadas com a natureza específica do material, é muito importante para as medições de temperatura por meio do uso de temômetros lasers. Neste caso é conveniente considerar a existência de um corpo ideal, o assim denominado de CORPO NEGRO, o qual pode ser definido como:

O processo de troca de calor entre dois fluidos que estão a diferentes temperaturas e se encontram separados por uma parede sólida, ocorre em muitas aplicações de engenharia. Em relação às fases do fluido circulante, os trocadores de calor dividem-se em trocadores de calor monofásicos, onde não há mudança de fase no fluido a ser refrigerado ou aquecido, e os multifásicos, onde há mudança de estado físico do fluido. A alternativa que apresenta um tipo de trocador monofásico seguido de outro multifásico, respectivamente, é:

A Lei de Fourier é a expressão que define uma importante propriedade dos materiais, a condutividade térmica. Em geral, a condutividade térmica de um sólido é maior do que a de um líquido, que, por sua vez, é maior que a de um gás. Isso se deve por quê:

Muitos problemas de transferência de calor são resolvidos utilizando-se uma analogia entre os conceitos de resistência térmica (R) e de resistência elétrica (R_e), conforme ilustrado na Figura abaixo. 

                                                                 

Considere a condução unidimensional de calor, em regime permanente, através de uma parede plana de espessura L, área A e condutividade térmica k.

Nessas condições, a resistência térmica da parede contra a condução de calor, ou simplesmente a resistência de condução da parede (R), é dada por

A taxa de transferência de calor por convecção é proporcional à diferença de temperatura e é expressa pela lei de Newton do resfriamento, onde h é o coeficiente de transferência de calor por convecção. Considere três valores típicos de h para as seguintes situações:

h_₁ → convecção natural de gases;

h_₂ → convecção forçada de gases;

h_₃ → condensação de gases.

Nessas condições, tem-se que: