GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE atividade 4

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Usuário LUCIANO PALERMI
Curso GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128-212-9 - 202120.ead-
29780590.06
Teste ATIVIDADE 4 (A4)
Iniciado 23/10/21 19:50
Enviado 23/10/21 20:31
Status Completada
Resultado da
tentativa
10 em 10 pontos  
Tempo decorrido 40 minutos
Resultados
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Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários
Pergunta 1
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Leia o excerto a seguir. 
  
“O poder do uso da análise dimensional e da similaridade para suplementar a
análise experimental pode ser ilustrado pelo fato de que os valores reais dos
parâmetros dimensionais, como densidade ou velocidade, são irrelevantes. Desde
que os ’s independentes sejam iguais entre si, a similaridade é atingida, mesmo
que sejam usados fluidos diferentes”. 
  
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos : Fundamentos e Aplicações.
São Paulo: Mc Graw Hill Editora, 2007. p. 242. 
  
A partir do exposto, sobre a teoria da similaridade, analise as asserções a seguir e
a relação proposta entre elas. 
  
I. Pode-se testar um modelo de avião ou automóvel em um túnel de água. 
Pois: 
II. Se os ’s independentes obtidos no teste foram iguais entre si, o fluido não
importa. 
  
A seguir, assinale a alternativa correta.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa
correta da I.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma
justificativa correta da I.
1 em 1 pontos
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Comentário
da
resposta:
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, já que a água que escoa sobre o
protótipo tem as mesmas propriedades adimensionais do ar, �uido da vida real
do automóvel ou do avião. A asserção II também é uma proposição verdadeira e
justi�ca a I, pois a velocidade do modelo e a do protótipo podem ser obtidas
pela teoria da semelhança. Esse princípio também é válido para o modelo
inverso, ou seja, podemos testar o protótipo de um submarino em um túnel de
vento.
Pergunta 2
Resposta Selecionada: 
É preciso prever o arrasto aerodinâmico de um automóvel esportivo. Essa previsão
deve ser feita a 50 km/h com temperatura de 25ºC. Assim, engenheiros
automotivos desenvolveram um túnel de vento para testar um protótipo modelado
em uma escala 1 : 4, conforme a figura a seguir. Esse túnel de vento está localizado
em um prédio sem aquecimento. A temperatura do ar nesse túnel é de 5ºC. 
  
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 240). 
  
  
Sabe-se que o modelo é geometricamente similar ao protótipo. Além disso, é
similar ao ar em relação à pressão atmosférica e a temperatura é igual a 25 ºC.
Com isso, temos  = 1,1849 kg/m 3 e  = 1,89 x 10 -5 kg/m.s. Equivalentemente,
temos uma temperatura T = 5 ºC,  = 1,269 kg/m 3 e  = 1,754 x 10 -5 kg/m.s.
Nesse sentido, a velocidade do vento que os engenheiros devem colocar no túnel
para atingir a similaridade entre o modelo e o protótipo deverá ser um número
entre:
101 e 200 km/h.
1 em 1 pontos
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Resposta Correta: 
Comentário
da
resposta:
101 e 200 km/h.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois existe somente uma função 
 independente, ou seja, a equação da similaridade será válida se  = , em
que devemos utilizar o número de Reynolds para obtermos a similaridade.
Então, temos que = Re m 
=   = = Re p 
= . Assim, podemos resolver essa equação isolando a velocidade
desconhecida no túnel de vento para os testes do modelo, V m. Desse modo, a
equação será igual a V m = V p   = 50 x  x  x 4
= 177,02 km/h.
Pergunta 3
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
O problema da falta de acesso de água potável foi estudado por vários
pesquisadores. Nesse contexto, um projeto vem se destacando por limpar a água
de cisternas somente com a utilização da luz solar. As cisternas captam a água da
chuva por meio de tubulações que utilizam telhados e calhas e, ao tomarem
contato com esses elementos, verifica-se que a água limpa da chuva se contamina
com os resíduos de poluição presentes nessas edificações. O processo para
limpeza da água da cisterna consiste em expor à intensa luz solar, por meio de um
recipiente de alumínio, a água captada pela cisterna. Como o semiárido nordestino
apresenta um intenso índice de radiação solar, essa radiação purifica a água,
eliminando a sujeira que poderia ter. 
  
Referente ao exposto, sobre o uso da luz solar para purificar a água, analise as
asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
  
I. Esse processo funciona devido à luz solar que pode ser utilizada para purificar a
água.   
Pois: 
II. Quando expomos essa água à luz solar, ela se aquece devido à radiação emitida
pelo sol. 
  
A seguir, assinale a alternativa correta. 
  
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa
correta da I.
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Comentário
da
resposta:
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma
justificativa correta da I.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, já que o processo de puri�cação da
água realmente funciona, visto que há pesquisadores que já conquistaram
vários prêmios. A asserção II também é uma proposição verdadeira e justi�ca a
I, pois a luz solar aquece a água, puri�cando-a devido à intensa radiação solar
presente na região semiárida.
Pergunta 4
Resposta Selecionada: 
Resposta Correta: 
Comentário
da
resposta:
Uma canoa de alumínio se move horizontalmente ao longo da superfície de um
lago a uma velocidade constante de 10 km/h. A temperatura da água do lago é de
20 ºC, especificamente naquela época do ano. O fundo da canoa tem 5 m de
comprimento e é plano. A lagoa não apresenta ondas e a água somente é agitada
pelos remos da canoa. Sabe-se que a viscosidade cinemática é igual a 1,407 x 10
-5 
m/s, todavia, deseja-se saber se a camada limite no fundo da canoa possui um
escoamento laminar ou turbulento devido a qual número de Reynolds?
Turbulento, devido a um alto número de Reynolds.
Turbulento, devido a um alto número de Reynolds.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, primeiramente, adequamos as
unidades. Logo, a velocidade de 10 km/h será igual a uma velocidade de 
= 2,78 m/s. Agora, calcularemos o número de Reynolds, que será dado por Re =
= = 987.917,56. Dessa forma, o escoamento será turbulento na
camada limite.
Pergunta 5
A figura a seguir ilustra que existe uma enorme distância entre a equação de Euler
(que admite o deslizamento nas paredes) e a equação de Navier-Stokes (que
mantém a condição de não escorregamento). Na parte “(a)” da figura, mostra-se
essa distância e, na parte “(b)”, a camada limite é mostrada como a ponte que veio
preencher a referida distância. 
  
1 em 1 pontos
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da
resposta:
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 445). 
  
A respeito da teoria da camada limite e dessa ilustração, analise as afirmativas a
seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
  
I. ( ) A teoria da camada limite preencheo espaço entre a equação de Euler e a
equação de Navier-Stokes. 
II. ( ) As regiões denominadas escoamento sem viscosidade possuem número de
Reynolds muito alto.
III. ( ) Essa ilustração compara a equação de Euler e a equação de Navier-Stokes a
duas montanhas. 
IV. ( ) A teoria da camada limite é comparada a uma ponte que diminui o espaço
entre as duas equações citadas. 
  
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
V, V, V, V.
V, V, V, V.
Resposta correta. A alternativa está correta. A �gura faz uma analogia entre a
distância existente entre as equações de Euler e de Navier-Stokes, que foram
encurtadas, como se fosse construída uma ponte entre essas montanhas. Um
alto número de Reynolds mostra que um escoamento é turbulento, ou seja, as
forças viscosas resultantes podem ser desprezadas quando comparadas com as
forças de inércia e de pressão. Nesse sentido, enfatiza-se que a ilustração
evidencia as equações de Euler e de Navier-Stokes representadas por duas
montanhas e a teoria da camada limite como uma ponte encurtando a distância
entre essas montanhas ou, até mesmo, como sendo um caminho de
aproximação entre elas.
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Pergunta 6
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da
resposta:
Leia o excerto a seguir. 
  
“A transferência de calor por convecção pode ser classificada de acordo com a
natureza do escoamento do fluido em convecção forçada: quando o escoamento é
causado por meios externos e convecção natural e quando o escoamento é
originado a partir de diferenças de massas específicas causadas por variações de
temperatura no fluido”. 
BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor e de
Massa . 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019. p. 5. 
  
Considerando o exposto, sobre transferência de calor por convecção, analise as
afirmativas a seguir. 
  
I. O escoamento de ar feito por um ventilador é um exemplo de convecção forçada. 
II. A água aquecendo no fogo é um exemplo de convecção natural. 
III. Os ventos que fazem um gerador eólico produzir energia são exemplos de
convecção natural. 
IV. A neve caindo em um dia de muito frio é um exemplo de convecção natural. 
  
Está correto o que se afirma em:
I, III e IV, apenas.
I, III e IV, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois processos envolvendo
convecção forçada têm equipamentos envolvidos, como ventiladores e bombas.
O fogo faz com que a convecção seja forçada. Assim, se a água se aquecesse,
devido a uma temperatura ambiente, o processo seria natural. Os ventos são
exemplos de convecção natural, assim como a formação da neve em função de
baixas temperaturas.
Pergunta 7
Leia o excerto a seguir. 
  
“Em face da revolução da tecnologia da informação nas últimas décadas, um forte
aumento da produtividade industrial trouxe uma melhoria na qualidade de vida ao
redor do mundo. Muitas descobertas importantes na tecnologia da informação
vêm sendo viabilizadas por avanços na engenharia térmica que garantiam o
controle preciso de temperatura em sistemas abrangendo desde tamanhos de
nanoescala, em circuitos integrados, até grandes centrais de dados repletas de
equipamentos que dissipam calor”. 
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BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor e de
Massa . 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019. p. 24. 
  
Considerando o exposto, sobre energia térmica, analise as afirmativas a seguir. 
  
I. Melhorias em circuitos impressos permitem que eles se tornem menores, mesmo
dissipando mais energia térmica. 
II. Nós já atingimos o máximo da capacidade de processamento de um microchip
por causa da capacidade térmica de dissipação de calor. 
III. Grandes equipamentos computacionais precisam de salas refrigeradas para
garantir uma boa dissipação térmica. 
IV. A incorreta dissipação térmica de um componente pode levar à sua queima
quando em funcionamento. 
  
Está correto o que se afirma em:
I, III e IV, apenas.
I, III e IV, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois avanços na engenharia térmica
permitiram melhorias em circuitos impressos, ou seja, eles são mais potentes,
mesmo dissipando mais energia térmica. Ainda não atingimos o máximo da
capacidade de processamento de um microchip. Isso sempre é possível se
aumentar a capacidade de processamento. Assim, essa barreira ainda está
longe de ser alcançada. Grandes computadores precisam de salas refrigeradas
para garantir uma dissipação térmica e�ciente. Se um equipamento não dissipar
sua energia térmica de uma maneira e�ciente, a sua temperatura interna irá
aumentar e esse fato pode provocar a queima do equipamento.
Pergunta 8
Leia o excerto a seguir. 
  
“Os escoamentos em canais, rios, vertedouros e aqueles em torno de cascos de
navios são bons exemplos de escoamentos em uma superfície livre. As forças
gravitacional e de inércia são importantes nessa classe de problemas. Assim, o
número de Froude se torna um parâmetro importante de semelhança”. 
  
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos
Fluidos . São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 379. 
  
A respeito dos escoamentos em superfícies livre, analise as afirmativas a seguir e
assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
  
I. (   ) As variáveis geométricas são importantes nesse tipo de escoamento. 
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II. (   ) O número de Reynolds é importante nesse tipo de escoamento. 
III. (   ) O modelo e o protótipo operam no mesmo campo gravitacional. 
IV. (  ) A escala de velocidade é o quadrado da escala de comprimento nesse tipo
de estudo. 
  
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
V, V, V, F. 
   
V, V, V, F. 
  
Resposta correta. A alternativa está correta. As variáveis geométricas são
importantes em todos os tipos de escoamento, assim como o número de
Reynolds. O modelo e o protótipo apresentam o mesmo campo gravitacional,
logo, podemos desprezar esse fator. Já a escala de velocidade é determinada
pela raiz quadrada da escala do comprimento.
Pergunta 9
Uma garrafa térmica de café pode ser estudada por analogia como um recipiente
completamente fechado, cheio de café quente, colocado em um volume de controle
cujo ar e parede estão a uma temperatura fixa, conforme se ilustra na figura a
seguir. As várias formas de transferência de calor foram denominadas pela letra q
n seguida de um subíndice n= 1 até 8. 
  
  
Fonte: Moran et al. (2005, p. 396).  
  
Com base no exposto, sobre transferência de calor, analise as afirmativas a seguir. 
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I. Q 2 
representa o processo de condução por meio do frasco de plástico. 
II. Q 8 
está representando a troca de calor por radiação entre a superfície externa da
cobertura e a vizinhança. 
III. Q 1 
está representando a convecção do café para o frasco de plástico. 
IV. Q 6 
está representando a convecção livre. 
  
Está correto o que se afirma em:
I, II e III, apenas.
I, II e III, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o processo envolvendoQ 2 é,
realmente, a condução devido à diferença de temperatura da superfície do
frasco em contato com o café e a temperatura ambiente externa. A radiação
ocorrerá entre a superfície ambiente e a cobertura e está corretamente
representada por Q 8. O processo de convecção do café para o frasco plástico
está corretamente representado por Q 1. Q 6 
representa, todavia, o processo de condução por meio da cobertura.
Pergunta 10
No Brasil, a construção das barragens teve ajuda dos modelos feitos em escalas
menores para simular o que poderia acontecer durante os momentos críticos da
construção de uma barragem, como a primeira abertura das comportas do
vertedouro, o momento do enchimento do lago e se a barragem de concreto
conseguiria reter o volume de água desejado. Nas figuras evidenciadas a seguir,
observam-se um modelo e a sua construção real. Esses modelos sempre foram
construídos com rigor técnico e são arduamente estudados em laboratório. 
  
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Considerando o exposto, sobre teoria da semelhança, analise as afirmativas a
seguir. 
  
I. Essa teoria surgiu devido à dificuldade de equacionamento de alguns
escoamentos, por estes exigirem, muitas vezes, a solução de volumes irregulares a
partir de integrais. 
II. Manter as escalas geométricas e as viscosidades facilita a análise dos
escoamentos utilizando a teoria da semelhança. 
III. Os modelos distorcidos podem ser utilizados no estudo desses tipos de
escoamento. 
IV. Esses modelos não podem ser utilizados no estudo das forças exercidas sobre
prédios. 
  
Está correto o que se afirma em:
I, II e III, apenas.
I, II e III, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a teoria da semelhança,
realmente, surgiu devido à di�culdade de equacionamento de alguns
escoamentos. Muitos deles exigiam a solução de integrais triplas e o cálculo do
volume para superfícies totalmente irregulares. Uma das vantagens da
utilização dessa teoria consiste nos números adimensionais, como os que
obtemos quando usamos escalas geométricas ou relações entre as viscosidades
do modelo e do objeto que queremos construir. Justamente devido à di�culdade
de se obter uma relação de semelhança entre todas as grandezas estudadas,
podemos usar os modelos distorcidos. A teoria da semelhança, entretanto,
também é empregada para estudar o efeito dos ventos sobre prédios ou de
outras grandezas, exatamente da mesma forma que estudamos os
escoamentos líquidos.
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Sábado, 23 de Outubro de 2021 20h32min08s BRT