Fenômenos de Transportes exercíos

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Considere as seguintes alternativas:
I- Toda energia interna perdida pelo sistema é convertida em calor (Q) por meio do atrito.
II- A energia interna U do sistema deve permanecer constante ou, equivalentemente, a variação da energia interna deve ser zero.
III- A diferença entre o trabalho W e o calor Q representará a variação da energia interna do sistema: ΔU = Q - W.
Quais alternativas estão INCORRETAS?
Escolha uma opção:
Todas as alternativas estão corretas.
Questão 2
Suponhamos que um engenheiro é responsável pela operação de um forno e necessita reduzir as perdas térmicas pela parede de um forno por razões econômicas. Qual a possibilidade para redução do fluxo de calor em uma parede plana?
Escolha uma opção:
Trocar a parede por outra de menor condutividade.
Questão 3
Ao detalhar o conceito de energia interna, é entendido que a soma de todas as formas microscópicas de energia é denominada energia interna U do sistema. Segundo as afirmativas a seguir, quais estão corretas quanto a energia interna:
I) A energia interna pode ser descrita também como a soma das energias cinéticas e potenciais das moléculas.
II) A velocidade média e o grau de atividade das moléculas não são proporcionais à temperatura.
III) A parte de energia interna associada com a energia cinética das moléculas é denominada energia sensível ou calor sensível.
Pode-se afirmar que:
Escolha uma opção:
a.
Todas são corretas.
b.
As alternativas corretas são I e III.
c.
As alternativas corretas são II e III.
d.
Somente a I está correta.
e.
Somente as alternativas I e II estão corretas.
Questão 4
Para uma panela de água quente sendo aquecida, como mostra o desenho, que mecanismo de transferência de calor está ocorrendo? Por quê.
Escolha uma opção:
Convecção- Transmissão através da agitação molecular e do movimento do próprio meio ou por partes deste meio.
Questão 5
Marque a alternativa correta:
Escolha uma opção:
A primeira lei da termodinâmica enuncia que energia não pode ser criada nem destruída durante um processo, ela pode apenas mudar de forma.
Questão 6
O telhado de uma casa com aquecimento elétrico tem 6 m de comprimento, 8 m de largura e 0,25 m de espessura e é feito de uma camada plana de concreto cuja condutividade térmica é k = 0,8 W/m.K . As temperaturas das faces interna e externa do telhado, medidas em uma noite, são 15 °C e 4 °C, respectivamente, durante um período de 10 horas. Determine (a) a taxa de perda de calor através do telhado naquela noite e (b) o custo dessa perda de calor para o proprietário, considerando que o custo da eletricidade é de US$ 0,08/kWh.
 
Escolha uma opção:
q=1,69 kW, custo(US$)=1,35.
Questão 7
Uma sala encontra-se inicialmente à temperatura de 25°C, que é a mesma do ambiente externo. Um grande ventilador, que consome 200W de eletricidade quando em funcionamento, é então ligado no interior da sala. A taxa de transferência de calor entre a sala e o ar externo é dada por Q = U.A.(Ti-To) onde U = 6 W/m2°C é o coeficiente global de transferência de calor, A = 30 m2 é a área das superfícies da sala e Ti e To são as temperaturas do ar interno e externo, respectivamente. Determine a temperatura do ar interno quando são estabelecidas condições de operação em regime permanente.
Escolha uma opção:
26,1℃.
Questão 8
Sobre a energia interna marque a alternativa correta:
Escolha uma opção:
A parte da energia interna de um sistema associada às energias cinéticas das moléculas é chamada de energia sensível.
Questão 9
Como podemos definir energia mecânica?
Escolha uma opção:
A energia mecânica pode ser definida como a forma de energia que pode ser convertida completa e diretamente em trabalho mecânico por um dispositivo mecânico ideal, como uma turbina ideal.
Questão 10
Considere uma parede de uma sala com 15 m de comprimento, 6 m de largura e 3 m de altura com temperatura de 20ºC (graus Celsius). As paredes da sala têm 15 cm de espessura e são feitas de tijolos com condutividade térmica de 0,72 W/m.k, com as áreas das janelas desprezíveis. A face interna da parede está com 30ºC (graus Celsius). Despreze a troca de calor do piso e do teto, que estão isolados. Qual a taxa de perda de calor através da parede neste dia?
Escolha uma opção:
q=6048 W
Questão 11
Assinale a alternativa correta:
Escolha uma opção:
Condução é a transferência de energia resultante da interação de partículas de maior energia de uma substância com partículas adjacentes de menor energia.
Questão 12
Considere as alternativas abaixo:
I- Calor é definido como a forma de energia transferida entre dois sistemas (ou entre um sistema e sua vizinhança) em virtude da diferença de temperatura.
II- O calor não é a energia em trânsito. Ele só é reconhecido ao cruzar a fronteira de um sistema.
III- Um processo durante o qual não há transferência de calor é chamado de processo adiabático.
IV- O calor é transferido por condução e convecção.
Quais alternativas estão corretas?
Escolha uma opção:
I e III.
Questão 13
Qual a diferença entre termodinâmica e transferência de calor?
Escolha uma opção:
Termodinâmica - estuda as interações (trocas de energia entre um sistema e suas vizinhanças. Transferência de calor- indica como ocorre e qual a velocidade com que o calor é transportado.
Questão 14
Considerando o trabalho líquido como o mesmo em todos os processos adiabáticos de um sistema fechado entre dois estados especificados, o valor do trabalho líquido deve depender apenas dos estados inicial e final do sistema e, portanto, deve corresponder à variação de uma propriedade do sistema. Qual é essa propriedade?
Escolha uma opção:
Energia total.
Questão 15
Marque a alternativa INCORRETA:
Escolha uma opção:
A condução pode ser definida como o processo pelo qual a energia é transferida das porções quentes para as porções frias de um fluido através de uma ação combinada.
Questão 16
Qual a diferença entre energia macroscópica e energia microscópica?
Escolha uma opção:
As formas macroscópicas de energia são aquelas que um sistema possui como um todo, com relação a algum referencial externo, como as energias cinética e potencial. As formas microscópicas de energia são aquelas relacionadas à estrutura molecular de um sistema e ao grau de atividade molecular e são independentes de referenciais externos.
Questão 17
Sobre os mecanismos de condução, marque a alternativa INCORRETA.
Escolha uma opção:
Os mecanismos de condução de calor podem ocorrer no vácuo.
Questão 18
Sobre a convenção de sinais da primeira lei da termodinâmica é correto afirmar:
Escolha uma opção:
Consideramos a energia interna positiva se a energia interna do sistema aumentar.
Questão 19
Como podemos definir a conservação de energia?
Escolha uma opção:
Conservação de energia é um princípio em que, em um sistema isolado, há uma entidade fundamental chamada energia que se conserva, seja qual for a transformação sofrida pelo sistema.
Questão 20
Que tipo de transferência faz com que a energia seja transferida através da parede, tendendo a um estado de equilíbrio onde a superfície interna será tão quente quanto a externa?
Escolha uma opção:
Transferência de calor.
Você deve encher uma piscina com água utilizando uma bomba de água cuja vazão, segundo o fabricante, é de 16,2 m³/h. Se a piscina possui as dimensões de 5m x 12,5m x 2m, quanto tempo é necessário para o enchimento total da piscina?
Escolha uma opção:
.
d.
7h43.
Questão 2
Texto da questão
Um Boeing 747 (figura) tem e torno de 500 m² de área alar (área total das duas asas). Considere que ele está se movendo a 230 m/s em relação ao ar. As linhas de fluxo acima da asa estão comprimidas em 80% de sua área original. As linhas de fluxo abaixo da asa não estão comprimidas. Calcule a força resultante devido à pressão à qual o Boeing está submetido. Considere a densidade do ar na altitude em que o Boeing está voando ρ ar = 0,40 Kg/m3.
Escolha uma opção:
2,98 x 10 6 N
Questão 3
Texto da questão
Um tipo de mangueira contra incêndios utilizado pelos bombeirostem 6,5 cm de diâmetro e transporta água a uma velocidade de 1,5 m/s. Se no extremo da mangueira há um bico cujo diâmetro é de 2 cm, qual é a velocidade na saída?
Escolha uma opção:
15,8 m/s.
Questão 4
Texto da questão
Um avião está se movendo pelo ar com velocidade de 220 m/s. As linhas de fluxo acima da asa estão comprimidas em 88% de sua área original. As linhas de fluxo abaixo da asa não estão comprimidas. Qual é a velocidade do ar acima da asa do avião em relação a esta?
Escolha uma opção:
250 m/s
Questão 5
Texto da questão
Considere um sistema de bomba de água que abastece a cisterna do seu bairro. A bomba está na mesma altura que a toma de água, o tanque está 30 m acima da bomba e a tubulação utilizada tem a mesma seção em todo o trajeto. Já o motor tem uma potência de 7,5 kW na saída do seu eixo e uma eficiência de 80%. Sabendo que a perda irreversível de carga no sistema de tubulação é de 10 m, determine a vazão de bombeamento.
Escolha uma opção:
e.
15 litros/seg.
Questão 6
Texto da questão
Para identificar o tipo de fluido, é importante calcular o número de Reynolds, pois, através desse número, é possível saber se o escoamento é turbulento ou laminar. Com base em resultados do número de Reynolds, assinale a alternativa correta.
Escolha uma opção:
Para um número de Reynolds igual a 1.000, tem-se escoamento laminar.
Questão 7
Texto da questão
Um cano de 2,00 cm de diâmetro se estreita para 8,00 mm. No primeiro segmento, um líquido flui com velocidade de 4,00 m/s. A velocidade do líquido no segundo segmento e a vazão de volume no cano valem, respectivamente:
Escolha uma opção:
25,0 m/s e 1,26 × 10 -3 m3 /s
Questão 8
Texto da questão
Qual o valor do fator de atrito f na tubulação anteriormente citada? Qual valor do somatório de Ks tornaria a perda de carga singular idêntica à perda de carga linear?
Escolha uma opção:
0,066 e 66,2.
Questão 9
Texto da questão
Qual a perda de carga singular em um conduto de 100 m, diâmetro de 100 mm, com um fluido escoando a 2 m/s, apresentando as seguintes singularidades rosqueadas na tubulação: válvula globo totalmente aberta e cotovelo de 45º com raio normal?
Escolha uma opção:
1, 22 m.
Questão 10
Texto da questão
Existem diversos tipos de escoamentos: laminar, turbulento, rotacional, irrotacional, permanente, variável, entre outros. Cada um deles é classificado de acordo com uma característica comum. Com base no tipo de classificação do escoamento laminar, assinale a alternativa correta.
Escolha uma opção:
Para um número de Reynolds entre 1.500 e 2.500, tem-se a transição do escoamento laminar para o escoamento turbulento.
Questão 11
Texto da questão
O que acontece com a perda de carga singular do escoamento anteriormente mencionado se a viscosidade do fluido que escoa aumentar em 20% e se a válvula globo for totalmente fechada?
Escolha uma opção:
A perda de carga singular depende apenas de fatores geométricos das singularidades, logo qualquer mudança na viscosidade do fluido afetará apenas a perda de carga linear.O fechamento completo da válvula globo estanca o escoamento, o que significa que ela ficará em repouso, assim, seu Ks tende ao infinito, gerando uma perda de carga tão grande que simplesmente para o escoamento.
Questão 12
Texto da questão
O escoamento laminar tem características divergentes do escoamento turbulento, sendo um o oposto do outro ao ser analisado o fluxo em sua trajetória. Com base nas características principais que diferenciam esses escoamentos, assinale a alternativa correta.
Escolha uma opção:
a.
O escoamento turbulento é suave, sem ruídos e com movimentos bem definidos; já o escoamento laminar é bruto, com ruídos e com movimentos aleatórios.
b.
O escoamento turbulento é suave, sem ruídos e com movimentos bem definidos, mas também pode ser, em algumas etapas, com ruídos e com movimentos aleatórios.
c.
O escoamento laminar é suave, sem ruídos e com movimentos bem definidos, mas também pode ser bruto, em algumas etapas, com ruídos e com movimentos aleatórios.
d.
O escoamento laminar é suave, sem ruídos e com movimentos bem definidos somente durante a transição para escoamento turbulento. Ao acabar a transição, os movimentos começam a ser aleatórios.
e.
O escoamento laminar é suave, sem ruídos e com movimentos bem definidos; já o escoamento turbulento é bruto, com ruídos e com movimentos aleatórios.
Questão 13
Texto da questão
Qual o erro relativo da perda de carga linear em comparação com a perda de carga total?
Escolha uma opção:
8,28%.
Questão 14
Texto da questão
Um fluxo de um fluido ideal é movimentado em uma tubulação similar à apresentada na seção Na Prática. Em um ponto da tubulação, a pressão é de 2x104 Pa e o diâmetro é de 8 cm. Em outro ponto da tubulação, 0,5 m mais alto, a pressão é igual a 1,5x104 Pa e o diâmetro é de 3 cm. Calcule a velocidade do fluido em ambos os pontos mencionados.
Escolha uma opção:
v1=0,06 m/s e v2=0,45 m/s.
Questão 15
Texto da questão
Qual o comprimento equivalente das perdas de cargas singulares da tubulação anteriormente citada, considerando que o tubo perde linearmente 0,135 m de carga por metros de tubulação?
Escolha uma opção:
9 m.
Questão 16
Texto da questão
Uma enorme caixa d'água do bairro armazena água para o consumo e a parte superior dela possui conexão com a atmosfera. Na lateral do tanque, 16 m abaixo do nível da água, há um pequeno orifício circular. A vazão de saída por este orifício é de 2,5x10-3 m³/min. Considerando os dados da caixa d'água, determine a velocidade de saída de água e o diâmetro do orifício.
Escolha uma opção:
17,7 m/s e 1,3 cm.
Questão 17
Texto da questão
Considere o tubo de fluxo abaixo contendo óleo, que flui de forma a podermos considera-lo um fluido ideal. Ele flui por um tubo que sobe de nível e se estreita. Dois manômetros marcam a pressão em dois pontos do tubo, como mostra a figura. Qual o valor da pressão indicada no segundo manômetro? (Dados: ρ óleo = 900 kg / m3 e g = 9,8 m/s2)
Escolha uma opção:
38,4 kPa
Questão 18
Texto da questão
Em 1840, Jean Poiseuille realizou experimentos em tubos utilizando fluido líquido e água; através desse experimento, identificou a velocidade média do escoamento laminar em tubos. Com base nos conceitos básicos para utilização e cálculo com a equação de Poiseuille, assinale a alternativa correta.
Escolha uma opção:
A vazão, a queda de pressão e a potência necessária de bombeamento são proporcionais ao comprimento do tubo e à viscosidade do fluido, mas é inversamente proporcionais ao diâmetro do tubo.
Questão 19
Texto da questão
Elementos finitos são aplicados em escoamentos laminares para encontrar velocidades e pressões de campos vetoriais e são calculados através da equação de Stokes. Com base nos conceitos básicos de elementos finitos, assinale a alternativa correta.
Escolha uma opção:
O método de elementos finitos é muito utilizado nos escoamento dos fluidos em diversas áreas de Engenharia. Através de equações, servem para solucionar problemas em escoamentos.
Questão 20
Texto da questão
Considere o tubo de fluxo abaixo contendo óleo, que flui de forma a podermos considera-lo um fluido ideal. Ele flui por um tubo que sobe de nível e se estreita. Dois manômetros marcam a pressão em dois pontos do tubo, como mostra a figura. Qual o valor da pressão indicada no segundo manômetro? (Dados: ρ óleo = 900 kg / m3 e g = 9,8 m/s2) ​​
Escolha uma opção:
109 kPa
Leia os textos a seguir.
 
Texto I
O arrefecimento do motor de um carro é realizado por meio de um fluido de arrefecimento que retira calor do motor gerado no processo de combustão interna. Este fluido é posteriormente resfriado utilizando-se o ar captado e direcionado pelos para-choques do veículo, formando, assim, um circuito fechado. É utilizado também a ventoinha do radiador para esfriar o fluido de arrefecimento, porém, este componente é acionado apenas quando o interruptor térmico do radiador é acionado, ou seja, em casos que o vento não está sendo suficiente para realizar o resfriamento.
 
Texto II
Em um setor de Engenharia de Produtos focado em projetosautomobilísticos, um projetista de sistemas de arrefecimento recebe o serviço de melhorar o processo de resfriamento do fluido de arrefecimento de um determinado modelo que está sofrendo com superaquecimento do motor, prejudicando sua eficiência e aumentando a chance de defeitos precoces.
 
Assinale a alternativa que apresente uma solução para a situação-problema proposta pelos textos.
Escolha uma opção:
Utilizar aletas externas, pois tal prática aumentaria a área de troca de calor entre o tubo por onde escoa o fluido e o ar.
Questão 2
Texto da questão
Ao longo de diversos processos práticos, uma ou mais propriedades permanecem constantes. Um processo onde o volume se mantém constante é denominado:
Escolha uma opção:
Processo isocórico
Questão 3
Texto da questão
Texto I
Em um sistema hidráulico, muitas vezes o escoamento é obrigado a passar por uma série de conexões ou peças especiais. Ao passar por estes obstáculos, o escoamento perde energia e tem sua pressão diminuída. Este fenômeno é chamado de perda de carga localizada e seu valor pode ser calculado através do coeficiente K de cada peça, cujos valores são apresentados na tabela da imagem (Texto II).
 
Durante o projeto de um sistema hidráulico, o projetista deparou-se com algumas configurações possíveis com mesmo comprimento de tubulação, material e diâmetro, porém com a utilização de diferentes peças.
 
Qual dentre as seguintes configurações apresentará menor perda de carga?
 
Escolha uma opção:
Joelho de 45° padrão, tê passagem direta e joelho de 90° raio longo.
Questão 4
Texto da questão
Um forno em funcionamento possui uma temperatura interna superior à temperatura externa. Com o objetivo de otimizar o funcionamento do forno, deseja-se verificar a taxa de transferência de calor por cada mecanismo físico de forma independente, como mostrado na tabela I.
Resultados previamente obtidos indicam que a troca de calor ocorre em regime estacionário e que as taxas de transferência de calor por condução e por convecção na superfície externa do forno são iguais. Entretanto, não foram fornecidas medições da troca de calor por radiação.
Com base nisso, o que é possível dizer sobre a perda de calor do forno por radiação?
Escolha uma opção:
Não ocorre, pois, as taxas de transferência de calor por condução e convecção são iguais.