Question

1) O número de Biot tem uma variedade de aplicações, incluindo o uso em cálculos de transferência de calor em superfícies estendidas. O significado físico do número de Biot pode ser razoavelmente compreendida imaginando-se o fluxo de calor a partir de uma pequena esfera de metal quente, repentinamente imerso em uma piscina, para o fluido circundante. O fluxo de calor experimenta duas resistências: a primeira dentro do metal sólido (a qual é influenciada tanto pelo tamanho como pela composição da esfera), e o segundo na superfície da esfera.



Considerando o contexto, avalie as afirmativas a seguir:



I. Se a resistência térmica da interface fluido/esfera excede aquela resistência térmica oferecida pelo interior da esfera metálica, o número de Biot será menor que um.

II. Se a esfera de metal for grande, o comprimento característico aumenta a tal ponto que o número de Biot é maior que um.

III. Se a esfera for feita de um material isolante, tal como madeira ou isopor, a resistência interna ao fluxo de calor vai superar a da contorno fluido/esfera, mesmo com uma esfera muito menor. Neste caso, novamente, o número de Biot será maior do que um.
Dentre as afirmativas acima, é correto o que se afirma em:

Escolha uma:
a.
Apenas a alternativa III está correta.

b.
Apenas a alternativa II está correta.

c.
As alternativas I, II e III estão corretas.

d.
Apenas as alternativas I e II estão corretas.

e.
Apenas a alternativa I está correta.

2) O número de Biot (Bi) é usado para definir o método a ser utilizado na solução de problemas de transferência de calor transiente.

Se Bi > 0,1: usa-se as cartas de temperatura transiente.

Se Bi < 0,1: usa-se a análise.

Em geral, problemas envolvendo pequenos números de Biot (muito menores que 1) são termicamente simples, devido a campos de temperatura uniformes dentro do corpo. Números de Biot muito maiores que 1 apontam problemas de maior dificuldade devido a não uniformidade dos campos de temperatura dentro do objeto.



I - O número de Biot desempenha um papel importante nos problemas de condução que envolvem efeitos convectivos nas superfícies.



PORQUE

II -Fornece uma medida da queda de temperatura no sólido em relação à diferença de temperaturas entre a superfície e o fluido.

Relacionando as duas asserções citadas anteriormente, é correto afirmar que:

Escolha uma:
a.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.

b.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa da I.

c.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.

d. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.
e.
As asserções I e II são proposições falsas.

3) Um trecho de tubos de água quente e fria de 5 m de comprimento corre paralelamente em uma espessa camada de concreto, de acordo com a figura abaixo. Os diâmetros de ambos os tubos são 5 cm, e a distância entre os centros dos tubos é 30 cm. As temperaturas das superfícies quente e fria dos tubos são 70°C e 15°C, respectivamente. A condutividade térmica do concreto como k = 0,75 W/m.K e o fator de forma dessa configuração é: S space equals space fraction numerator 2 pi L over denominator cos h to the power of negative 1 end exponent open parentheses begin display style fraction numerator 4 z squared space minus space D subscript 1 squared space minus space D subscript 2 squared over denominator 2 D subscript 1 D subscript 2 end fraction end style close parentheses end fraction.



Figura 1. Tubos de água quente e fria paralelos em uma espessa camada de concreto.



q fim

A taxa de perda de calor entre os tubos, com as dimensões citadas anteriormente, é

Escolha uma:
a.
123 W.

b.
262 W.

c.
202 W.

d.
366 W.

e.
195 W.

Answer 1

1) As alternativas I, II e III estão corretas. Correto

2) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I. Correto

3) 262 W. Correto

Answer 2

1) Resposta: As alternativas I, II e III estão corretas.

2) Resposta: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.

3) Resposta: 262 W