GRA0741 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE - A5

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Pergunta 1
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da resposta:
Uma mangueira é utilizada para molhar um jardim. Ela tem 20 cm de diâmetro e
fornece água a uma vazão de 5 m 3 /s a partir de um tanque utilizado para
armazenar água. Um bocal é inserido na ponta da mangueira para reduzir o
diâmetro para 5 cm, assim pela equação da continuidade temos que a velocidade
de saída V 2 
será maior do que a velocidade de entrada V 1 .
 
 
 Fonte: Elaborada pela autora.
 
 Nesse sentido, assinale a alternativa correta, considerando que as perdas sejam
nulas e = 1.000 kg/m 3 , a vazão de água no bocal é um número entre:
5 e 6 m 3/s.
5 e 6 m3/s.
Resposta correta. A alternativa está correta, porque não importa a redução de área, a
vazão sempre será a mesma. O que se altera é a velocidade de saída que aumenta
conforme reduzimos a área para manter a vazão constante. Ao longo de uma
tubulação a vazão é mantida, o que muda são as velocidades quando nos deparamos
com reduções ou alargamentos de tubulação.
Pergunta 2
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
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Comentário
da resposta:
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 Vágua 
 
= 1,54 x 3,2 = 4,93 m/s.
Pergunta 3
Leia o excerto a seguir:
“Depois do comprimento de entrada, ou seja, no escoamento estabelecido, o perfil
de velocidade fica invariante ao longo de um duto de seção constante, e a forma da
distribuição real de velocidade depende de o regime ser laminar ou turbulento. Para
um escoamento laminar num duto de seção transversal circular, a distribuição
(perfil) de velocidade numa seção é parabólica”. 
 
LIVI, C. P. Fundamentos de fenômenos de transporte : um texto para cursos
básicos. 2. ed. [S.l.]: LTC, 2017. p. 71-72.
 
Assuma-se o diagrama de velocidades indicado na figura a seguir, em que a
parábola tem seu vértice a 20 cm do fundo. 
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Comentário
da resposta:
 
Fonte: Adaptada de Brunetti (2008, p. 15).
 
BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos . 2. ed. revisada. São Paulo: Pearson
Prentice Hall, 2008.
 
A respeito do perfil de velocidade abordado na figura apresentada, analise as
afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O escoamento é turbulento. 
II. ( ) Na superfície a velocidade é máxima e vale 2,5 m/s. 
III. ( ) A uma profundidade de 20 cm a velocidade é igual a zero. 
IV. ( ) O perfil de velocidade parabólico é dado por uma equação onde v = a.y 2 +
b.y + c. Sendo que c = 0.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
F, V, V, V.
F, V, V, V.
Resposta correta. A sequência está correta. O perfil parabólico é válido para
escoamentos laminares e não turbulentos. Na superfície o fluido apresenta velocidade
máxima igual a 2,5 m/s e no fundo, a 20 cm de profundidade, sua velocidade é igual a
zero. Nesta altura y = 0, como v = a.y 2 + b.y + c, para y = 0 temos v = 0 = c, o que
resulta em c = 0 m/s.
Pergunta 4
Uma turbina extrai energia de uma fonte de água escoando por meio de um tubo de
20 cm de diâmetro a uma pressão de 1.600 kPa. Considerando que a velocidade
média seja igual a 10 m/s e que, depois de passar pela turbina, a água é escoada
para a atmosfera a partir de um tubo de 40 cm de diâmetro, a energia que pode ser
produzida por essa turbina é um número:
 
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Comentário
da resposta:
acima de 401 kW.
acima de 401 kW.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a vazão na saída da turbina é dada
por Q = A 1 V 1, logo Q = x 10 = 0,3141 m 3/s. A velocidade V 2 pode ser
obtida por V 2 = V 1 = 10 = 2,5 m/s. Como a turbina escoe a água para a
atmosfera, temos: p 2 = 0. A equação de energia entre a entrada e a saída da turbina
pode ser escrita como - = - + . Dessa forma, temos: - = - 
= - 46,875 - 1.600 = - 1.646,875. Logo, - W s = - 1.646,875 x 1000 x 0,3141 =
517.283,4375 W = 517 kW.
Pergunta 5
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da resposta:
Leia o excerto a seguir. 
 
“A equação de Bernoulli é, provavelmente, a equação mais famosa e usada em
toda a mecânica dos fluidos. Ela é atraente, porque é uma equação algébrica que
relaciona as variações de pressão com aquelas de velocidade e de elevação em
um fluido. Ela é usada, por exemplo, para explicar a sustentação de uma asa de
avião”. 
 
FOX, R. W. et al. Introdução à Mecânica dos Fluidos . 8. ed. LTC Editora, 2010.
p. 214.
 
A respeito da equação de Bernoulli, analise as afirmativas a seguir e assinale V 
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O termo z é a carga potencial e depende da velocidade do fluido. 
II. ( ) A carga de velocidade é dada pela fórmula 
 
III. ( ) A energia de pressão depende do peso do fluido e é dada pela expressão .
IV. ( ) Todas as subpartes da equação de Bernoulli são medidas em unidade de
comprimento. 
 
 Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
F, F, V, V.
F, F, V, V.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a energia potencial é a energia
devido a uma queda e depende da altura e não da velocidade. A expressão correta da
velocidade é dada pela fórmula . A energia da pressão depende do peso do
fluido e é dada pela expressão . Todas as partes da equação de Bernoulli são
expressas em unidades de comprimento (por exemplo, em metros ou centímetros).
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Pergunta 6
Resposta
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Comentário
da resposta:
A IEC 60079.10 define “área classificada” como área na qual uma atmosfera
explosiva de gás está presente ou é provável a sua ocorrência, a ponto de exigir
precauções especiais para construção, instalação e utilização de um equipamento
elétrico. Áreas classificadas como explosivas ou de segurança aumentada exigem
equipamentos à prova de explosão.
 
A partir do apresentado sobre as áreas classificadas, analise as asserções a seguir
e a relação proposta entre elas. 
 
I. A presença de gás natural em uma tubulação já é o suficiente para determinar
que uma área seja classificada.
Porque
II. O gás natural é altamente inflamável, e uma explosão pode causar um acidente
de graves consequências.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição
verdadeira.
Resposta correta. A asserção I é falsa, porque a simples presença do gás natural em
uma tubulação não é suficiente para determinar que uma área seja classificada,
apesar de a asserção II ser verdadeira. As tubulações de gás natural devem ser
próprias para esse fluido (são tubulações e equipamentos na cor amarela), que
impedem que ele vaze para o meio ambiente e cause uma explosão.
Pergunta 7
Leia o excerto a seguir. 
 
“Sempre é possível fornecer uma interpretação física dos grupos adimensionais.
Essas interpretações podem ser úteis na análisedos escoamentos. Por exemplo, o
número de Froude é um indicativo da relação entre a força devido à aceleração de
uma partícula fluida e a força devido à gravidade (peso)”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos
Fluidos . São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 359.
 
Considerando o exposto, sobre grandezas adimensionais, analise as afirmativas a
seguir.
 
I. O número de Froude é usado em escoamentos com superfície livre. 
II. O número de Euler é usado em problemas relacionados com diferenças de
pressão. 
III. O número de Mach é usado em problemas em que a compressibilidade do fluido
é importante. 
IV. O número de Reynolds determina a velocidade de um escoamento. 
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da resposta:
 
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 número de Froude é dado pela
relação Fr = = , ou seja, ele é o único número que contém a
aceleração da gravidade, por isso, ele é usado em escoamentos em que o peso do
fluido é importante, como os escoamentos livres. O número de Euler é dado pela
relação Eu = = , ou seja, ele é uma medida da razão entre as
forças de pressão e de inércia, por isso, ele é usado em problemas que envolvam
diferenças de pressão. O número de Mach ( é dado por ( = =
, ou seja, esse número é utilizado para cálculos em que a
velocidade do som esteja envolvida, como aviões de guerra. O número de Reynolds é
dado pela expressão Re = = e não nos informa a velocidade,
somente se o escoamento é laminar, turbulento ou intermediário.
Pergunta 8
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da resposta:
Leia o excerto a seguir.
 
“A partir do estudo da termodinâmica, aprendemos que a energia pode ser
transferida por interações de um sistema com a sua vizinhança. Essas interações
são denominadas trabalho e calor. A transferência de calor pode ser definida como
a energia térmica em trânsito em razão de uma diferença de temperaturas no
espaço”.
 
BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor e de
Massa . 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019. p. 2.
 
A respeito da transferência de calor, analise as afirmativas a seguir e assinale V 
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) A condução requer um gradiente de temperatura em um fluido estacionário. 
II. ( ) A convecção é a transferência de calor que ocorre entre uma superfície e um
fluido em movimento quando eles estiverem a diferentes temperaturas. 
III. ( ) A radiação ocorre quando um corpo emite energia na forma de ondas. 
IV. ( ) Finalmente, tem-se a transferência de calor por sublimação, que é quando
um fluido passa do estado sólido para o estado gasoso, por exemplo. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
V, V, V, F.
V, V, V, F.
Resposta correta. A alternativa está correta. Existem três tipos de transferência de
calor: a condução, que ocorre em fluidos estacionários; a convecção, que ocorre em
fluidos em movimento; e a radiação, que é a emissão de calor na forma de ondas
eletromagnéticas. Essa forma de transferência de calor não exige um meio fluido. Já a
sublimação é uma mudança de estado e não uma forma de transferência de calor. 
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Pergunta 9
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da resposta:
Um furacão é uma tempestade tropical que se forma acima do oceano pelas baixas
pressões atmosféricas. A velocidade média dos ventos em um furacão foi medida
como sendo de 180 km/h. Considere-se que a massa específica do ar é de 1,2
kg/m 3e que um arranha-céu tem 120 janelas medindo 1 m x 2 m cada. 
 
Nesse sentido, calcule a força do vento sobre cada janela, que será um número
entre:
2.001 e 3.000 N.
2.001 e 3.000 N.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois primeiramente adequamos as
unidades, visto que a velocidade foi dada em km/h e a massa específica em kg/m 3.
Então, vamos passar a velocidade para m/s. Logo, = 50 m/s. A
janela recebe uma força equivalente a energia cinética, ou seja: E c = m x = 1,2 
 x = 1,2 x = 1500 . Como kg = . Teremos 1500 
= 1500 N/m 2 
= 1.500 Pa. Agora temos que calcular a força. A pressão é definida como a força
dividida pela área, então F = P x A, ou p = F / A = x 2 m 2 
 
= 3.000 N.
Pergunta 10
Na figura a seguir, temos duas placas paralelas a uma distância de 4 mm. A placa
superior move-se com velocidade de 8 m/s, enquanto a placa inferior é fixa (v = 0
m/s). Se o espaço entre as duas placas for preenchido com óleo ( = 0,1 cm 2 /s e 
 = 830 kg/m 3 ), a tensão de cisalhamento que agirá no óleo será um número
compreendido entre: 
 
 
 Figura 1.1 - Perfil do gradiente de tensão
 
1 em 1 pontos
0 em 1 pontos
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Comentário
da resposta:
[1] 
Entre 41 e 60 N/m 2
Entre 0 e 20 N/m2
Sua resposta está incorreta. Primeiro, vamos transformar a viscosidade cinemática ( 
 de cm 2/s para m 2/s. Logo, = 0,1 cm 2/s = 0,1 x 10 -4 
m 2/s = 10 -5 m 2/s. Depois, transformamos a densidade ( de kg/m 3 para N.
s/m 2, sendo ( = 10 -5 x 830 = 8,3 x 10 -3 
 
N. s/m 2. Agora basta calcularmos a tensão de cisalhamento, que é dada por 𝜏 = =
8,3 x 10 -3 x = 16,6 N/m 2.