5) Um tanque de oxigênio líquido tem diâmetro de 1,20 m, um comprimento de 6 m
q = m.∆H vap = 10(Kg h ) × 51,82(Kcal Kg ) = 518,2 Kcal h

q=
(Te − Ti )
+
(Te − Ti )
=
[40 − (− 182,8)] + [40 − (− 182,8 )]
riso 1 1 ln 0,675 1 1
ln − 0,6 −
r 0,6 0,675
r riso
k .2.π .L k .2.π .4,8
k .4.π k.4.π
222 , 8 222 , 8
518, 2 = + k = 0, 0072 Kcal
1 0, 118 1 0, 185 h. m.o C
× ×
k 30, 16 k 12, 6
6) A parede de um forno industrial é composta com tijolos refratários ( k = 0,3 Btu/h.ft.oF )
(∆T )total (1600 − 80 )
q= 36000 =
a) R t Rt R = 0, 042 h.o C Kcal
t
Lref Liso Lref Liso
Rt = Rref + Riso = + = + 0 , 0422 = 0, 0267 × Lref + 0, 16 × Liso
k ref . A kiso . A 0 , 3 × 125 0, 05 × 125
0,0422 = 0,0267 × Lref + 0,16 × Liso Lref = 1, 243 ft
donde,
1,3 = Lref + Liso Liso = 0, 057 ft
b) área de vidro → Avid = 0, 45 × 0, 30 = 0, 135 ft 2 área de tijolo → Atij = 125 − 0, 135 = 124 , 865 ft 2


1 1 1 1 1 1 1
= + = + = +
Rt′ Rvid Rtij Lvid Lr Li 0,0333 1,243 0,057
+ +
kvid . Avid k r .Atij ki .Atij 0,65 × 0,135 0,3 × 124,865 0,05 × 124,865
(∆T )total 1600 − 80
Rt′ = 0, 0381 h.o F Btu q′ = = q ′ = 39928, 8 Btu h
Rt′ 0,0381
c) q = 36000 Btu / h Rt = 0, 0422 h.o F Btu


1 1 1 1 1 1 1
= + = + = +
Rt Rvid Rtij′ Lvid Lr Li′ 0,0333 1,243 Li′
+ +
k vid . Avid kr . Atij ki .Atij 0,65 × 0,135 0,3 × 124,865 0,05 × 124,865
1 1
= 2 , 63514 + Þ Li = 0, 089 ft
0, 0422 0, 03318 + 0, 16017 × Li′

7) Um tubo condutor de vapor de diâmetro interno 160 mm e externo 170 mm é coberto com
duas camadas de isolante térmico.
r1=0,08 r2=0,085 r3=0,115 r4=0,165




2
8) Um reservatório esférico destinado a encerrar oxigênio líquido, tem raio interno igual a
1,5 m e é feito de vidro com espessura igual a 0,03 m ( k = 0,6 kcal/h.m.oC ).
r1=1,5 r2=1,53 r3=1,88
& '& &

!"# $ % !"# $

9) Em uma indústria farmacêutica, pretende-se dimensionar uma estufa. Ela terá a forma
cúbica de 1 m de lado e será construída de aço (k = 40 kcal/h.moC), com 10 mm
a) P=r.i² 1W = 0,86kcal/h 1000W = 860kcal/h
P=100 .10A²
P=10000 W 10000 W x 0.1(10%) = 1000 W 1000W x 0,86kcal/h = 860kcal/h q=860kcal/h
12 12 @AABCA
()*+,-.-/0 34
56 789:;<=<>?
Rt =
DEA
Rt = 0,326 h /kcal

FGHI FO% FPOGQ4 A AR FO% A AR
b) 56 >>
JGKL M N JO% M N JPOGQ4 M N SA M E A AD M E ACM E
Llã = 0,152m ou 152 mm

10) Um forno de formato cúbico, com altura de 6 ft, está isolado com 4" de um material
isolante de condutividade térmica 1,0 Btu/h.ft.oF.
a) Li = 4” > 1ft = 12” > 4”/12 Li = 0,3333ft
(∆T )total Ti − Tar L 0,333
q= = >>>>> Ri = i = = 0,00222 h.o F Btu
Rt Ri + Rar k i . A 1 × 150 ft ²
1 1
Rar = = = 0,00333h.o F Btu
har . A 2 × 150
1200 − 77 q = 184324,32 Btu/h
q=
0,00222 + 0 ,00333


b) q op = q + q f q f = mliga .∆ H fusão = 1500 (lb h ) × 300 ( Btu lb ) = 450000 Btu / h
qop = 184324,32+450000 = 634324,32 Btu/h 1Btu/h=0,000393Hp
634324,32 x 0,000393 = 249,29Hp

11) Um forno de 6 m de comprimento, 5m de largura e 3 m de altura tem sua parede
constituída de 3 camadas. A camada interna de 0,4 m é de tijolos refratários ( k=1,0
kcal/h.m.oC ).
F AS
a) 5 TU 5 TU 5 TU
JVWX M N R M EE
F A AY
5 H$ 5 H$ 5 H$
JGHI M N @A M EE


5"Z6 5"Z6
[T] ^ _ [ $` ^ _ ^ ^
' 5"Z6
5"Z6 5"Z6

1 '
'' ' '
56
12 RESA
b) q10% = 84994,11 kcal/h & 56
34 34




3
56 5
^_ ^
'`

12) A parede de um forno é constituída de uma camada de 30 cm de um refratário cuja
condutividade térmica é uma função da temperatura ( k = 0,15 + 0,0001T ).
F 2C
#
a #^ # a b #^ b #
#^ A 2R
A @A 2C 2C
a ^c b # b #
A 2R 2R

( d d C C

A AAAR C C
C
5,73 kcal/h por m²
13) A parede de um edifício tem 30,5 cm de espessura e foi construída com um material de
k = 1,31 W/m.K.
.
∆T T2 − T3 13,3 − (− 6,9 )
q= = = q = 86 , 76 W p / m 2
R2 L 0,305
k. A 1,31 × 1
. T1 − T2 T1 − T2 21,1 − 13, 3
q = = 86, 76 = hi = 11,12 W m2 . k
R1 1 1
hi . A h1 × 1
− 6,9 − (− 9,4 )
86,76 = he = 34 , 72 W m2 . K
1
he × 1
14) Um reator de paredes planas foi construído em aço inox e tem formato cúbico com 2
m de lado. A temperatura no interior do reator é 600 oC
a) q =
(∆ )total = Ti − Tar = 600 − 20 q = 62640, 4 Kcal h
Rt 1 1 1 1
+ +
hi . A har . A 45.24 5.24
b)
T −T 62 − 20
q ′ = s ar = = 5040 Kcal h
1 1
har . A 5. 24 Ti − Ts 600 − 62
q= 5040 =
1 L 1 L
+ +
hi . A kiso . A 45. 24 0, 05. 24
L = 0,1273 m = 12, 73 cm
q − q′ 62640, 4 − 5040
c) % Redução = × 100 = × 100 Þ %Redução= 91, 95 %
q 62640
15) Um recipiente esférico é usado para armazenar nitrogênio líquido a 77 K (ponto de
ebulição).
. (∆T )total Tar − TN 2 . Tar − TN 2 .
q = 13, 06 W
a) q = = conv cond cond conv
q=
Rt R ar + RSi + Raço + R N 2 1 1 1 1 1
+ −
har × 4 × π × r22 4 × π kSi r1 r2
.
. . . q 13,06 J s
b) q = m .∆H v m= = = 6,53 × 10 −5 Kg s
∆H v 2 × 105 J Kg
.
. Kg s h . m 5, 64 Kg dia
m = 6 , 53 × 10 −5 × 3600 × 24 = 5, 64 Kg dia V = = = 0, 007 m3 dia
s h dia 804 Kg m3
.
V = 7 litros/ dia
4