Questão 3098200

• Banca: FCC
• Órgão: EMAE-SP
• Ano: 2018
• Provas: FCC - 2018 - EMAE-SP - Engenheiro - Mecânica
• Disciplina: Engenharia Mecânica
• Assuntos: Leis e Propriedades da Termodinâmica; Termodinâmica

Lúcio trabalha em uma empresa que utiliza um forno que opera continuamente. A temperatura da face metálica externa é 80 °C (353 K); a temperatura ambiente é 30 ºC (303 K) e o coeficiente de película (coeficiente convectivo) do meio ambiente é 10 W/m²K. Lúcio propôs à administração instalar um isolante (K = 0,050 W/mK) na face externa do forno, para reduzir as perdas térmicas e determinou a espessura da camada de isolante para que a energia perdida para o meio exterior seja 90% menor do que na condição original (sem isolante). Considerando que a temperatura da face metálica externa (antes do isolante) seja ainda de 80 °C e o da face externa do isolante seja 40 °C, então a espessura do isolante é, em m,

• A. 0,01.
• B. 0,04.
• C. 0,02
• D. 0,06.
• E. 0,002.

Gabarito: B

Comentários

• 1) Calcular o fluxo de calor inicial, utilizando a equação de convecção:

  fi/A = h(delta T)

  fi/A = 10 (80-30) = 500

  2) O fluxo depois da colocação do isolante será apenas 10% do fluxo inicial:

  fi2/A = 0,1* fi/A

  fi2/A = 0,1*500 = 50

  3) Calcular a espessura

  fi2/A = k/e *(delta T)

  50 = 0,05*(80-40)/e

  e = 0,04

• Alguns aspectos teóricos, já que a colega Natália já fez os cálculos, perfeito.

  A primeira troca térmica é por convecção considerando a temperatura da face e do ambiente (utilizar o coeficiente de película da convecção)

  A segunda troca é por condução, então, utilizar o k. Lembrando que se quer uma taxa de redução de 90%. Observe que a espessura é inversamente proporcional a taxa.