Diagrama de temas
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- Tema: Introdução, transferência de calor, Lei de Fourier.
- Pré-aula: Leitura Apostila 1, item 1. TRANSFERÊNCIA DE CALOR.
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Condução / Radiação térmica / Convecção 🐰
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O gradiente de temperatura é a força motriz da transferência de energia térmica por difusão.
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Transporte de energia térmica por convecção natural e forçada.
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- Tema: Equação de conservação generalizada. Balanço diferencial de energia térmica.
- Pré-aula: Ler o conteúdo da seção 2 da apostila 1 (BALANÇOS MICROSCÓPICO E MACROSCÓPICO DE ENERGIA)
- Aula das 8:20 às 10:00 (100 minutos). No Júpiter o início está como 8:10.
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- Tema: Balanço diferencial de energia térmica. Condução de Calor em Estado Estacionário (através de parede plana). Lei de Resfriamento de Newton.
- Pós-aula: rever o conteúdo lendo a Apostila 2 até completar 1.1.1 na página 5.
- Atividade pós-aula: resolver o problema proposto ao final da aula considerando a parede de tijolos e a camada de isolamento térmico.
- Pós-aula: Exercícios para estudo: 2.1, 2.2.
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- Tema: Analogia com eletricidade para transporte da calor.
- Exercícios sobre "Condução Unidirecional em Estado Estacionário".
- Conteúdo na Apostila 2: até fim do item 1.1 na pág 7.
- Pós-aula: exercícios para estudo: 2.3, 2.6 e 2.7.
- Tema: Analogia com eletricidade para transporte da calor.
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- Problema: esfera com geração de calor.
- Problema: resfriamento de chip com superfícies estendidas.
- Pós-aula: exercícios para estudo: 2.11.
- Problema: esfera com geração de calor.
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- Resolução exercícios 2.4 e 2.5.
- Pós-aula: exercícios para estudo: 2.6, 2.9, 2.10.
- Resolução exercícios 2.4 e 2.5.
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- Na Apostila 2, o conteúdo está entre páginas 9 e 14.
- Na Apostila 2, o conteúdo está entre páginas 9 e 14.
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- Teoria superfícies estendidas (Pag 2.9 a 2.14): aleta "infinita", comprimento corrigido, aleta circular (dedução), eficiência de aleta.
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- Exercícios superfícies estendidas para resolução em sala: 2.17, 2.14.
- Exercícios superfícies estendidas para resolução em sala: 2.17, 2.14.
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- Exercícios superfícies estendidas para resolução em sala: 2.15, 2.16.
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Provinha 1 - 8:00 às 10:00
Sem consulta. Formulário anexo abaixo (será fornecido no dia).
Com calculadora simples ou científica. Celular/Tablet não. HP Prime, apenas em modo de exame. -
- Hoje turma única, das 13:10 às 14:50.
- Tema: Trocadores de calor (Apostila 3).
- Pós-aula: exercícios da Apostila 3.
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Hoje aula remota e no horário de OP1!
Tema: Condução de Calor em Regime Transiente (Apostila 4).
- Parte 1 (9:20-10:10) - Assistir à vídeo-aula Condução de calor transiente em placa plana (Parte 1). Estarei no Meet para dúvidas.
- Parte 2 (10:10-11:00) - Exercício 4.4 (placa de cobre).
Pós-aula - Exercícios para estudo: 4.1, 4.2, 4.3.-
10:10 às 11:00
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Aula assíncrona.
- Assistir à vídeo-aula Condução de calor transiente em placa plana (parte 2).
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Aula presencial para resolução de exercícios. Horário aberto entre 13:10 e 16:40.
- Exercício 4.4.
Exercícios sugeridos para estudo: 4.5.
- Exercício 4.4.
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Condução de calor transiente em cilindros e esferas.
- Exercício 4.7.
Exercícios sugeridos para estudo: 4.6, 4.8, 4.9.
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Condução transiente: meio semi-infinito e problemas com transporte 2D e 3D.
Problema 1: Uma tubulação que transporta água está enterrada a uma profundidade de 0,50 m. Deseja-se saber se uma nevasca trás risco iminente de congelamento da água. O cenário avaliado é o seguinte: temperatura inicial de 10 °C. Uma nevasca faz com que a superfície do solo fique a –15 °C.
a) Quanto tempo levará para a posição 0,50 m atingir 0 °C?
b) Qual será a temperatura nessa posição após metade desse tempo?
Considere a difusividade térmica média do solo como 0,138E-6 m²/s.Problema 2: Uma batata, inicialmente a 20 °C, é mergulhada em água fervente a 100 °C para cocção. Para estar cozida, sua temperatura precisa ultrapassar 60 °C (gelatinização do amido). Após 20 min, qual será a temperatura no ponto central da batata? Considere seu formato aproximado como um cilindro com 10,0 cm de altura e diâmetro de 6,0 cm. Propriedades médias: densidade 800 kg/m³, calor específico 4400 J/kg.K, condutividade térmica 0,600 W/K.m. O coeficiente de convecção da água fervente sobre a batata é de 1000 W/K.m².
Exercícios sugeridos para estudo: 4.10. -
Exercícios 4.11 e 4.12.
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Prova 1 (8:00 às 10:00)
LOCAL: Bloco 21 superior, sala 1/3
Consulta à Apostila 4 permitida (tudo bem se tiver encadernado com as outras).
Calculadora científica permitida.
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Tema: Noções de Fluidodinâmica Computacional (CFD)
- Hoje turma única, das 13:10 às 14:50.
- Pré-aula: Assistir aos dois vídeos (abaixo) de divulgação de CFD aplicado a problemas térmicos.
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Tema: Radiação Térmica – Corpo Negro – Lei Kirchhoff – Propriedades radiativas.
- Pré-aula: Assistir aos 7 minutos iniciais do vídeo - Youtube (17 min) - Understanding Thermal Radiation
- Aula: Radiação Térmica - Corpo Negro.
Exercício em aula – (absorção de radiação solar)
Uma superfície (por exemplo a pele humana) é seletiva à radiação solar incidente. Esta superfície absorve 50 % da radiação incidente com comprimento de onda entre 0,52 e 1,55 micra. A radiação com comprimento de onda inferior a 0,52 micra e superior a 1,55 micra é totalmente absorvida. Calcule qual é a fração de toda a radiação incidente que é absorvida pela superfície. Considere a superfície solar como negra e com temperatura de 5800 K.
- Aula : Radiação Térmica - (Lei de Kirchhoff) e Propriedades radiativas
- Pós-aula - Exercícios para estudo: 5.1 e 5.2
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Índice do vídeo
04:41 - Espectro
10:24 - Corpo Negro
12:33 - Poder Emissivo
18:33 - Lei de Deslocamento de Wien
22:30 - Poder Emissivo Global
30:08 - Fração de Emissão -
Índice do vídeo
03:07 - Irradiação
07:14 - Radiosidade
09:16 - Absorção, Reflexão e Transmissão
15:09 - Lei de Kirchhoff
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Tema : Radiação Térmica – Lei de Kirchhoff, Troca de radiação, Intensidade de radiação e Fator de vista.
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Índice do vídeo
07:03 - Ângulo sólido
12:21 - Radiação emitida pela superfície dA1 para um elemento dAn
16:59 - Intensidade de radiação
26:05 - Emitância hemisférica -
Índice do vídeo
- 0:00 - Fator de Vista
- 16:50 - Relação de reciprocidade
- 21:00 - Superfícies múltiplas
- 27:45 - Retomando superfícies negras
- 31:04 - Troca de radiação
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Tema : Radiação Térmica – Lei de Kirchhoff, Troca de radiação e Intensidade de radiação.
AULA DE EXERCÍCIOS:- Ler o enunciado do ex. 5.6 e interpretar a Tabela 6 (apostila 5)
- Exercício abaixo -Irradiação a partir de intensidade
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Tema da Aula: Fator de vista e Troca de radiação entre superfícies negras..
- Como pré-aula, assistir ao vídeo do Youtube: The view factor. (disponível na Aula 23)
- Aula expositiva (Vídeo-aula - Radiação Térmica: Fator de Vista. (35 min). (disponível na Aula 22)
- Exercícios - Fator de Vista
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Tema: Radiação Térmica – Superfícies cinzentas.
- Pré-aula: Assistir: Youtube (2min) "The world's fastest pizza" e os 5 primeiros minutos do vídeo "Radiação Térmica: Superfícies múltiplas cinzas".
- Aula: Superfícies cinzentas - Vídeo-aula - Radiação Térmica: Superfícies múltiplas cinzas (30 min)
- Exercício 5.13.
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Índice do vídeo
04:17 – Balanço de energia
11:35 – Relacionando o balanço com a radiosidade e emissividade
15:24 – Superfícies
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Tema: Radiação com duas e múltiplas superfícies
- Exercício em aula: Silo
- Exercício em aula: Churrasqueira
- Pós-aula - Exercícios para estudo: 5.8, 5.9, 5.11, 5.12, 5.17 e 5.21
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Tema: Radiação Térmica - Superfícies múltiplas cinza
- Pré-aula: Vídeo-aula - Radiação Térmica: Duas superfícies cinzas. (12 min).
- Aula: Exercícios
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Índice do vídeo
6:29 – Exemplo duas placas planas longas 9:18 – Exemplo esfera no ambiente
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- Provinha 2 - 8:20
- Sala do B19
- Sem consulta. Formulário anexo será fornecido no dia.
- Com calculadora simples ou científica. Celular/Tablet não. HP Prime, apenas em modo de exame.
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Tema: Radiação Térmica em Meio Participante
Aula expositiva.
Material auxiliar:
- Vídeo-aula: Radiação Térmica em Meio Participante: Lei de Beer e modelo de Hottel (26 min).
- Vídeo-aula: Radiação Térmica em Meio Participante: Emissividade e absortividade de um gás e troca de radiação com superfície (17 min)
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Índice do vídeo
08:30 – Lei de Beer
14:55 – Transmissividade
17:35 – Método de Hottel -
Índice do vídeo
09:55 – Emissividade e absortividade onde há presença de CO2 e H2O
12:52 – Troca efetiva de radiação entre superfícies intermediadas por meio participante
- Vídeo-aula: Radiação Térmica em Meio Participante: Lei de Beer e modelo de Hottel (26 min).
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Tema: Radiação Térmica – Meio Participante.
Pré-aula: Assistir à vídeo-aula - Meio Participante - Síntese da teoria (18 min)
Esta vídeo-aula resume a aula 29 e os respectivos vídeos.
- Exercício 1: Emissividade e Absortividade de Gás.
- Exercício 2: Troca de radiação em meio participante: tubo com escoamento de gás e meio externo.
- Exercício 3: Ex 21 da apostila
- Exercício 1: Emissividade e Absortividade de Gás.
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Tema da Aula: Convecção - Introdução: Coeficiente de convecção.
- Pré-aula: Assistir aos 10 primeiros minutos do vídeo "Convecção -Introdução: Coeficiente de Convecção".
- Aula expositiva (Vídeos-aulas: Convecção -Introdução: Coeficiente de Convecção (21 min) e Escoamento Couette (22 min).
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Tema: Convecção - Coeficiente de convecção.
- Escoamento Couette
- Experimento do copinho
- Pós -aula: Assistir à vídeo-aula: Experimento do copinho (11 min) e resolver o exercício 6.1
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- Pré-aula - Vídeo-aula : Convecção - Experimento do copinho (11 min)
- Tema: Coeficiente de Convecção - Experimento do Copinho - Exercício em aula
- Pós-aula - Ler o tópico "Adimensionais relacionados à convecção" - Apostila 6 - p 6-8 e assistir à Vídeo-aula - Convecção: Adimensionalização. (32 min)
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Tema da Aula: Convecção -Camada limite e escoamento externo.
- Pré-aula: Assistir aos 10 primeiros minutos do vídeo "Camada limite térmica - Placa plana"
- Aula expositiva (Vídeos-aulas: Camada limite térmica – Placa plana (28 min) e Convecção: Escoamento Externo - Camada Limite (24 min).
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Aula 35. Tema: Camada Limite e Exercícios
- Resolver os exercícios 7-2 e 7-3
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Tema: Convecção - Escoamento externo
- Pré-aula: Assistir à vídeo-aula - Escoamento externo - Cilindro e Banco de Tubos (10 min)
- Convecção: Escoamento externo - Esfera e Leito fixo (11 min)
Exercício em aula: Exercício 7-4 e 7-8.
Pós-aula: Assistir às vídeo-aulas - Convecção: Escoamento externo, Exercício 7-4 - Cilindro (9 min) e Exercício 7-8 - Leito Poroso (14 min).
Exercícios recomendados para escoamento externo - apostila 7: 1, 2, 3, 4, 6 e 7 -
Prova P2 - 8h00 - 9h50.
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Tema: Convecção - Escoamento Interno
- Turma única, das 13:10 às 14:50.
- Aula expositiva.
Material de apoio, vídeos-aula:
- Escoamento interno – parte 1 (12 min)
- Escoamento interno – parte 2 (9 min)
- Escoamento interno – parte 3 (11 min)
- Escoamento interno – parte 4 (5 min)
Pós-aula: Ler os itens 2.1 e 2.2 da Apostila 7 (p 11-18).
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Tema: Escoamento Interno
- EXERCÍCIOS. Resolução na sala de aula:
b) Exercício 7-13
c) Exercício 7-14
- EXERCÍCIOS. Resolução na sala de aula:
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Tema: Convecção natural
- Pré-aula - Assistir aos vídeos: Convecção natural. Simulação matemática – CFD e Visualização de correntes de ar na convecção natural e forçada
- Aula expositiva: Convecção natural.
- Exercício 8,2
- Material de apoio - Vídeos aulas:
· Convecção natural parte 1 (16 min), parte 2 (10 min) e parte 3 (13 min).
· Convecção natural – Síntese da Teoria (29 min) -
Temas: Convecção Natural e Convecção com mudança de fase
Turma única - 13h10
- EXERCÍCIOS. Resolução na sala de aula: Exercício 8,2 e Exercício extra.
- Efeito Leidenfrost
- Ebulição
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Tema: Convecção: Mudança de Fase - Ebulição e Condensação
Turma única: 13h10-15h00
- Pré-aula: Assistir aos vídeos:
- AFEHX - Safe Heat Exchanger - Clark Solutions. Observe o processo de aquecimento/ebulição e resfriamento/condensação em um único equipamento.
- Vídeo-aula: Convecção - Condensação - parte 1 (14 min)
- Aula expositiva
Material de apoio
Vídeo-aula: Convecção - Ebulição (19 min)
Vídeo-aula: Convecção - Condensação - parte 1 (14 min) e parte 2 (14 min)
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Tema : Convecção: Ebulição e Condensação
- TAREFA EM AULA - Grupo de três alunos.
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Prova P3 - Turma única 14h00-16h00
Local: sala do Bloco 21superior
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Prova de Recuperação - 8h00-10h00