Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre termodinâmica em engenharia mecânica

Um recipiente hermético de volume 0,09 m³ contém cerca de 5 kg do refrigerante 134a. Com a utilização de um instrumento de medida, verifica-se que a mistura líquido-vapor está a -45 ºC.

F o n t e : h t t p s : / / e d i s c i p l i n a s . u s p . b r / p l u g i n fi l e . p h p / 4 5 2 5 8 0 8 / m o d _ f o l d e r / c o n t e n t / 0 / P M E 3 3 9 8 % 2 0 - %20Tabelas%20Termodin%C3%A2micas.pdf?forcedownload=1
O valor, aproximado, para o título da mistura é:

Uma chapa de aço encontra-se em um ambiente que impõe um fluxo de calor constante igual a 900 W/m² em uma de suas superfícies. Na outra face, a transferência de calor é realizada por convecção para o ar a uma temperatura igual a 15 °C e o coeficiente de transferência de calor é igual a 90 W/(m² . °C). Sabendo que a espessura da chapa é de 10 cm e a condutividade térmica é igual a 30 W/(m. °C), a temperatura, em °C, da superfície que dissipa o calor por convecção é:

O engenheiro projetista, para resolver o problema de superaquecimento de um equipamento, resolveu aumentar a transferência convectiva de calor entre a superfície e o fluido ambiente que tem sempre temperatura menor do que a superfície. Para isso substituiu a superfície lisa antiga por uma superfície com aletas muito longas. Com o objetivo de resolver a equação de energia nessas condições, pode-se assumir que:

Uma tomada de carregamento de um veículo totalmente elétrico fornece 30 kW de potência de saída, a qual é utilizada para recarregar um sistema de baterias de um carro. Nas especificações do sistema de baterias, o fabricante informa que no processo de recarga o sistema transfere energia para o ambiente em forma de calor numa taxa de 3,4 kW. Levando em consideração que, em média, o carro elétrico leva 8 horas para completar a recarga, o valor total de energia, em MJ, armazenada no sistema de baterias no final do processo de recarga, é:

Quanto ao módulo da resistência térmica para uma esfera oca, onde a superfície interna é r = w com i temperatura T_i , a superfície externa r_e = v com temperatura T_e e a condutividade térmica do sólido e igual k constante, a expressão é: