Atividade 02 - 09 de 10

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Usuário JEFFERSON GOMES LIRA
Curso GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128-212-9 - 202120.ead-17469.01
Teste ATIVIDADE 4 (A4)
Iniciado 01/12/21 21:49
Enviado 05/12/21 09:27
Status Completada
Resultado da tentativa 9 em 10 pontos  
Tempo decorrido 83 horas, 38 minutos
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Pergunta 1
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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 justificativa correta da
I.
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 a água que escoa sobre o protótipo tem
as mesmas propriedades adimensionais do ar, fluido da vida real do automóvel ou do
avião. A asserção II também é uma proposição verdadeira e justifica 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
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
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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 justificativa correta da
I.
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 purificação da água
realmente funciona, visto que há pesquisadores que já conquistaram vários prêmios. A
asserção II também é uma proposição verdadeira e justifica a I, pois a luz solar aquece a
água, purificando-a devido à intensa radiação solar presente na região semiárida.
Pergunta 3
Em uma teoria, compreende-se a radiação como a propagação de ondas eletromagnéticas
com as propriedades de uma onda, por exemplo, frequência e comprimento. Os raios
gama, os raios X e a radiação ultravioleta (UV) que possuem pequeno comprimento de
onda são de interesse dos físicos de alta energia e dos engenheiros nucleares, enquanto
as micro-ondas e as ondas de rádio que possuem grandes comprimentos de onda são de
interesse dos engenheiros da área elétrica.
 
MORAN, M. J. et al. Introdução à Engenharia de Sistemas Térmicos : Termodinâmica,
Mecânica dos fluidos e Transferência de calor. Rio de Janeiro: LTC, 2005. 
 
A respeito do exposto, especificamente sobre o espectro eletromagnético das ondas,
verifica-se que ele está delineado na seguinte figura:
 
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Fonte: Moran et al. (2005, p. 514).
Quanto ao espectro de radiação, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) Os raios gama possuem o menor espectro de radiação.
II. ( ) A radiação infravermelha possui um espectro de radiação maior do que a radiação
ultravioleta. 
III. ( ) O raio-X possui o maior espectro de radiação.
IV. ( ) A ordem da luz visível do maior espectro para o menor é: violeta, azul, verde,
amarelo e vermelho.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
V, V, F, F.
V, V, F, F.
Resposta correta.  A alternativa está correta, pois o índice de radiação dos raios gama varia
entre 10 -5
e 10 -4  m, ou seja, é o menor espectro de radiação. O índice de radiação infravermelha é
da ordem de 1 a 10 2
 
m, enquanto o da radiação ultravioleta é de 10 -2 a 10 -1
 
m, ou seja, o espectro de radiação infravermelha é maior do que o da radiação
ultravioleta. Quem possui o maior espectro de radiação é o micro-ondas. A ordem da luz
visível do maior espectro para o menor é: vermelho, amarelo, verde, azul e violeta.
Pergunta 4
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
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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 5
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Considere um escoamento que, antes, era utilizado com água a uma temperatura de 20ºC
para escoar benzeno. A tubulação é horizontal, cilíndrica, de seção circular com o seguinte
diâmetro: D = 150 mm. A água, nessa tubulação, escoava a uma velocidade de 3,2 m/s.
Entre duas seções distantes uma da outra, equivalente a 20 m, a perda de pressão,
quando o fluido era água, correspondia a 40 kPa. O benzeno será escoado a uma mesma
temperatura a partir do mesmo conduto. Assim, objetiva-se ter a mesma perda de pressão
entre as seções. Dados:  = 9,8 x 10 -4 N.s/m 2 ,  = 6,4 x 10 -4 N.s/m 2 , ambos a
20ºC. Acerca do exposto, a velocidade de escoamento do benzeno será um número entre:
4,1 e 5 m/s.
 
 
 
 
 
 
 
4,1 e 5 m/s.Resposta correta. A alternativa está correta, pois o problema em pauta pode ser resolvido
utilizando a teoria da semelhança. Como a tubulação será a mesma, a escala que devemos
utilizar é 1 : 1. A relação entre a viscosidade do benzeno e da água será dada por  = 
= 0,65. Para mantermos a mesma pressão de 40 kPa, temos que a velocidade
deverá ser reduzida para V benzeno =   x V água
 
= 1,54 x 3,2 = 4,93 m/s.
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Pergunta 6
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Comentário
da resposta:
Leia o excerto a seguir.
 
“Apesar da ideia geral que está por trás dos critérios de semelhança ser clara (nós
simplesmente igualamos os termos  ), não é sempre possível satisfazer todos os critérios
conhecidos. Se um ou mais critérios de semelhança não forem satisfeitos, por exemplo, se 
 , a equação  não será verdadeira. Modelos em que uma ou mais
condições de similaridade não são satisfeitas se denominam modelos distorcidos”.
 
 MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos .
São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 371-372.
 
 
 A partir do exposto, sobre modelos distorcidos, analise as asserções a seguir e a relação
proposta entre elas.
 
 I. Os modelos distorcidos são bastante utilizados. 
 Pois:
 II. É muito difícil atender a todos os critérios de semelhança, ainda mais para escoamentos
de rios e vertedouros.
  
 A seguir, assinale a alternativa correta.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa
correta da I.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois as duas asserções
apresentadas são proposições verdadeiras e a asserção II justifica a I, visto que os modelos
distorcidos são bastante utilizados no estudo de escoamentos. Nesse sentido, vê-se que é
por meio do estudo de um escoamento distorcido que podemos obter dados para projetar
o escoamento real. Podemos, ainda, ter números de Reynolds e de Froude em escalas,
assim como acontece com as escalas geométricas. Esses números são usados para simular
situações extremas, como terremotos e furacões.
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”.
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
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da resposta:
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
eficiente. Se um equipamento não dissipar sua energia térmica de uma maneira eficiente, a
sua temperatura interna irá aumentar e esse fato pode provocar a queima do
equipamento.
Pergunta 8
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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.
101 e 200 km/h.
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Comentário
da resposta:
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 9
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da resposta:
Leia o excerto a seguir.
 
“A velocidade necessária no modelo também pode ser reduzida se a escala de
comprimento não for pequena, ou seja, se o modelo for relativamente grande. A seção de
teste para grandes modelos também é grande e isso provoca o aumento dos custos do
túnel de vento”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos .
São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 377.
 
 
Considerando o exposto, sobre os parâmetros utilizados em modelos para estudos de
escoamentos, analise as afirmativas a seguir.
 
I. É possível utilizar o modelo para estudar as características de escoamentos de corpos
totalmente imersos em fluidos.
II. Nesses estudos, é necessário manter a semelhança geométrica entre o protótipo e o
modelo.
III. Um dos critérios utilizados é o número de Reynolds, o qual deve ser igual no modelo e
no protótipo.
IV. O número de Weber é importante para escoamentos em torno de corpos imersos.
 
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 estudo adimensional e a teoria da
semelhança podem fornecer dados para estudarmos as características de escoamentos em
torno de corpos totalmente imersos em um fluido. Nesse tipo de estudo, é necessário
mantermos a semelhança geométrica e a do número de Reynolds. O número de Weber
pode ser desprezado, porque, nesse tipo de escoamento, os efeitos da tensão superficial,
os quais fazem parte do cálculo do número de Weber, não são importantes.
Pergunta 10
Leia o excerto a seguir.
 
“A Lei de Fourier é oriunda da observação fenomenológica, ou seja, ela foi desenvolvida a
partir de fenômenos observados: a generalização de evidências experimentais exaustivas,
ao invés da dedução a partir de princípios gerais. Essa lei define a propriedade do material
que se denomina condutividade térmica”.
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Domingo, 5 de Dezembro de 2021 09h59min10s BRT
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MORAN, M. J. et al. Introdução à Engenharia de Sistemas Térmicos : Termodinâmica,
Mecânica dos fluidos e Transferência de calor. Rio de Janeiro: LTC, 2005. p. 402. 
Alguns valores tabelados dessapropriedade estão mostrados na seguinte figura:
Fonte: Moran et al. (2005, p. 402).
A respeito da condutividade térmica, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) As maiores condutividades térmicas são apresentadas pelos metais puros.
II. ( ) O hidrogênio possui uma maior condutividade térmica do que o dióxido de carbono.
III. ( ) O mercúrio possui uma menor condutividade térmica do que a água.
IV. ( ) Os sólidos não metálicos apresentam menor condutividade térmica do que os gases.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
V, V, F, F.
V, V, F, F.
Resposta correta. A alternativa está correta. Realmente, as maiores condutividades
térmicas são apresentadas pelo zinco e prata, que estão classificados no grupo dos metais
puros. Enquanto a condutividade térmica do hidrogênio é de 0,1 W/m.K, a do dióxido de
carbono é de 0,01 W/m.K, ou seja, ela é 10 vezes maior. A condutividade térmica do
mercúrio é quase 10 vezes maior do que a água. Já os sólidos não metálicos apresentam
uma condutividade térmica quase 100 vezes maior do que os gases.