ATIVIDADE 2 - UNIDADE 2

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FENÔMENOS DE TRANSPORTE 
Atividade 2 
Avelino Siqueira 
Engenharia de Controle e Automação 
Universidade Anhembi Morumbi 
 
Atividade 1 
Leia o excerto a seguir: 
“O princípio da conservação de massa para um volume de controle pode ser 
expresso como: a transferência total de massa para dentro ou para fora de um 
volume de controle durante um intervalo de tempo t que é igual à variação 
total (aumento ou diminuição) da massa total dentro do volume de controle 
durante t”. 
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e 
aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 151. 
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta 
entre elas. 
 
I. Esse princípio pode ser usado para explicar o funcionamento de um 
compressor de ar, devido ao fato de que a quantidade de massa que 
entra no compressor é a mesma quantidade de ar que sai do 
equipamento. 
Pois: 
II. As velocidades de entrada e saída de ar diferentes são 
compensadas pela área de entrada e saída de ar. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
 
JUSTIFICATIVA: A alternativa está correta, pois a asserção I é uma roposição 
verdadeira, devido ao princípio da conservação de massa pelo qual, se entrar 1 
kg de ar no compressor de um lado, deverá sair 1 kg de ar do outro. A 
asserção II também é verdadeira e justifica a I, pois se a velocidade de entrada 
for maior que a de saída, essa variação será compensada pela vazão que será 
menor na entrada que na saída. 
Atividade 2 
A pressão real em determinada posição é chamada de pressão absoluta, e é 
medida com relação ao vácuo absoluto (ou seja, a pressão absoluta zero). A 
maioria dos dispositivos de pressão, porém, é calibrada para ler o zero na 
atmosfera, e assim, o dispositivo indica a diferença entre a pressão absoluta e 
a pressão atmosférica local, que é chamada de pressão manométrica. 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e 
aplicações. Tradução de Roque, K. A e Fecchio, M. M[1] . São Paulo: Mc Graw 
Hill, 2007. p. 57. 
A partir do apresentado sobre pressão e medidores de pressão, analise as 
asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. O medidor utilizado para medir a pressão do ar de um pneu assim como 
outros medidores indica a pressão manométrica. 
Porque 
II. O medidor está medindo a pressão do pneu em relação à pressão 
atmosférica e não em relação ao vácuo absoluto. 
 
 
JUSTIFICATIVA: A alternativa está correta, pois a asserção I é uma 
proposição verdadeira, pois o medidor de pressão que utilizamos para medir a 
pressão de um pneu de um carro indica a pressão manométrica. A asserção II 
também é verdadeira e justifica a I, pois a pressão do pneu é medida em 
relação à pressão atmosférica e não em relação ao vácuo absoluto. Para 
medirmos uma pressão em relação ao vácuo absoluto precisamos ter um 
máquina de sucção do ar para nos fornecer o vácuo absoluto. 
 
Atividade 3 
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/m3 e 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: 
 
JUSTIFICATIVA: 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. 
Atividade 4 
Leia o excerto a seguir: 
“Nos escoamentos com regime permanente, a velocidade num dado ponto não 
varia com o tempo. Nos escoamentos transitórios, o campo da velocidade varia 
com o tempo. Alguns escoamentos podem ser transitórios num dado instante e 
permanente em outros, dependendo da situação”. 
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da mecânica 
dos fluidos. Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus 
Zerbini. São Paulo. Edgard Blucher, 2004. p. 149. 
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta 
entre elas. 
I. Um exemplo de escoamento periódico transitório é aquele produzido no 
fechamento de uma torneira. 
Pois: 
II. Esse tipo de ação interrompe subitamente o escoamento, mas ele sempre 
pode ser previsto, para evitarmos que entre ar na tubulação. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
JUSTIFICATIVA: A alternativa está correta, pois a asserção I é uma 
proposição falsa, devido ao fato que o fechamento de uma torneira é um 
escoamento não periódico, nunca sabemos quando vamos abrir ou fechar uma 
torneira. A asserção II também é falsa devido ao fato que o fechamento de uma 
torneira é algo imprevisto. Sua previsibilidade não impede o fato que o ar pode 
entrar em uma tubulação, como acontece quando ficamos sem o fornecimento 
de água. 
Atividade 5 
Leia o excerto a seguir: 
“[...] uma variação de elevação z (coordenada cartesiana, em m) em um fluido 
em repouso corresponde a P/ g (sendo que é a densidade, em kg/m3) , o 
que sugere que uma coluna de fluido pode ser usada para medir diferenças de 
pressão [...] um dispositivo que se baseia neste princípio é chamado de 
manômetro, normalmente usado para medir diferenças de pressão pequenas e 
moderadas” (ÇENGEL; CIMBALA, 2011, ). 
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e 
aplicações. Tradução de: ROQUE, K. A; FECCHIO, M. M. São Paulo: Mc Graw 
Hill, 2007. p. 65. 
Considerando o excerto apresentado, sobre os manômetros, analise as 
afirmativas a seguir: 
 
I. Os transdutores de pressão chamados de strain-gages funcionam através de 
um diafragma que se curva entre duas câmaras abertas para as entradas de 
pressão. 
II. Os transdutores piezelétricos funcionam de acordo com o princípio de que 
um potencial elétrico pode ser gerado toda vez que uma substância cristalina 
sofrer uma pressão mecânica. É gerado em uma substância cristalina quando 
ela é submetida à pressão mecânica. 
III. O manômetro de Bourdon consiste em um tubo de metal oco, geralmente 
em formato de gancho; dobrado como um gancho. Ao ligarmos o manômetro, o 
tubo elástico é submetido à pressão que queremos medir, deformando assim o 
tubo elástico e através de um sistema de engrenagens aciona o ponteiro, 
indicando a pressão da tubulação onde o equipamento foi instalado. 
IV. O manômetro é usado para medir a pressão atmosférica. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
JUSTIFICATIVA: A alternativa está correta, pois as alternativas apresentam a 
correta descrição dos vários tipos de manômetro existentes: strain-gages, 
piezelétricos e o manômetro de Bourdon. O barômetro é o nome dado ao 
instrumento utilizado especificamente para usado para medir a pressão 
atmosférica ao invés do manômetro. 
Atividade 6 
Leia o excerto a seguir: 
“Muitas vezes nós estamos interessados no que acontece numa região 
particular do escoamento. O Teorema de Transporte de Reynolds fornece uma 
relação entre a taxa de variação temporal de uma propriedade extensiva para 
um sistema e aquela para um volume de controle”. 
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da mecânica 
dos fluidos. Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus 
Zerbini. São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 164. 
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta 
entre elas. 
 
I. O teorema de Reynolds é utilizado para explicar o princípio de funcionamento 
do desodorante. 
Pois: 
II. Através desse princípio o gás dentro do aerosol é expelido com uma pressão 
suficiente para que a massa também deixe a superfície de controle, nocaso o 
recipiente do aerossol. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
JUSTIFICATIVA: A alternativa está correta, pois a asserção I é uma 
proposição verdadeira, devido ao fato do Teorema de Reynolds ser utilizado 
quando o produto desodorante em aerosol foi desenvolvido. A asserção II 
também é verdadeira e justifica a I, pois quando o gás é expelido do recipiente 
(volume de controle) ele faz com que a massa do produto seja expelida 
também, mas somente uma quantidade suficiente para que possamos nos 
higienizar. 
Atividade 7 
Um medidor de vácuo conectado a uma câmara exibe a leitura de 11,6 psi no 
seu mostrador em um local onde a pressão atmosférica foi medida com um 
manômetro e a leitura informada foi igual a 29 psi. Com esses dados é possível 
obtermos a pressão absoluta nessa câmara. Nesse sentido, assinale a 
alternativa que indique a pressão absoluta na câmara: 
 
JUSTIFICATIVA: A alternativa está correta, pois a Pressão absoluta é dada 
pela Pressão atmosférica - Pressão do vácuo, ou seja, devemos subtrair da 
pressão atmosférica o valor da pressão do vácuo dada para encontrarmos a 
pressão absoluta solicitada. Esse exercício é resolvido com uma simples 
subtração. Resolução: A Pressão absoluta é dada pela Pressão atmosférica - 
Pressão do vácuo, o que é igual a P abs = 29 - 11,6 = 17,4 psi. 
Atividade 8 
Leia o excerto a seguir: 
“Uma das leis mais fundamentais da natureza é a 1a Lei da Termodinâmica, 
também conhecida como princípio da conservação de energia. Ela afirma que a 
energia não pode ser criada, apenas transformada”. 
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e 
aplicações. Tradução de: ROQUE, K. A.; FECCHIO, M. M. São Paulo: Mc Graw 
Hill, 2007. p. 175. 
 
A respeito da lei da conservação de energia, analise as afirmativas a seguir e 
assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) A força potencial só tem componente vertical. 
II. ( ) A energia cinética de uma partícula parada é zero. 
III ( ) Um líquido em movimento tem pelo menos as energias cinética e de 
pressão. 
IV. ( ) A força de pressão é sempre tangencial. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
JUSTIFICATIVA: A sequência está correta. A energia potencial é devida à 
queda de um fluido, portanto ela só tem componente vertical. Uma partícula 
parada apresenta v = 0 e portanto sua energia cinética também será zero. Um 
líquido em movimento tem a energia cinética devido à velocidade e a energia 
devida à pressão exercida pelo líquido, pelo menos. A força de pressão pode 
ser normal ou tangencial. 
 
Atividade 9 
Leia o excerto a seguir: 
“Escoamentos normalmente são fenômenos tridimensionais, transitórios e 
complexos. Entretanto, em muitos casos, é normal utilizarmos hipóteses 
simplificadoras para que seja possível analisar o problema sem sacrificar muito 
a precisão dos resultados da análise. Uma destas hipóteses é a de considerar 
o escoamento real como unidimensional ou bidimensional”. 
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica 
dos Fluidos. Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus 
Zerbini. São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 148. 
 
A respeito dos escoamentos uni, bi e tridimensionais, analise as afirmativas a 
seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O escoamento de ar em torno de uma asa de avião é um exemplo de 
escoamento tridimensional. 
II. ( ) Um campo de escoamento uniforme é um escoamento unidirecional. 
III. ( ) Um escoamento que pode ser representado por linhas de corrente é 
bidirecional. 
IV. ( ) Um escoamento é unidimensional em uma tubulação com diâmetro 
variável. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
JUSTIFICATIVA: A sequência está correta. O escoamento de ar em torno das 
asas de um avião não pode ser simplificado, ou seja, seu cálculo é 
tridimensional. Campos de escoamento uniforme são representados 
unidirecionalmente. As linhas de corrente variam na direção x e y, fazendo com 
que o escoamento seja bidirecional. A equação da continuidade garante que o 
escoamento possa ser considerado unidirecional dentro de uma tubulação com 
diâmetro variável. 
Atividade 10 
Leia o excerto a seguir: 
“O tubo de Pitot, mostrado na figura abaixo, é um instrumento simples utilizado 
para medir a velocidade de escoamentos. Mas para que a medição seja 
precisa é necessário que se tomem alguns cuidados, um deles deve ser que o 
tubo deve ter um furo bem usinado e sem presença de imperfeições”. 
 
MUNSON, B. Fundamentos de mecânica dos fluidos: volume único. São 
Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 105. 
 
Considerando o excerto apresentado, sobre o tubo de Pitot, analise as 
afirmativas a seguir: 
 
I. Se o tubo tiver imperfeições o valor medido pode ser maior ou menor que a 
velocidade real. 
II. Para medições de velocidade o tubo pode estar desalinhado 
horizontalmente. 
III. Um tubo de Pitot com três furos conectado a transdutores de pressão é uma 
das melhores maneira de se reduzir os erros de medição. 
IV. O conhecimento dos valores da energia cinética e de potencial nos permite 
calcular a velocidade. 
 
 
Fonte: Munson (2004, p. 105). 
 
MUNSON, B. Fundamentos de Mecânica dos Fluidos: volume único. São 
Paulo: Edgard Blucher, 2004. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
JUSTIFICATIVA: A alternativa está correta, o tubo de Pitot com imperfeições 
produz uma leitura falsa, diferente da verdadeira. O tubo deve estar alinhado 
para obtermos uma medida precisa, ângulos maiores que 20º provocam erros 
consideráveis na leitura. O dispositivo de três furos é um dos mais utilizados 
pela facilidade de se alinhar o furo horizontalmente. O conhecimento da 
pressão, da energia de potencial e cinética nos permite calcular a velocidade.