Exercícios do tema 2 - Fenômenos de Transporte

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A
B
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E
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B
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E
A
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D
E
A
B
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D
E
A
B
C
D
E
1 Marcar para revisão
Qual a classificação do escoamento definido pelo campo de velocidade:
→
V = aî − x2 ĵ + xtk̂
1D e permanente
2D e permanente
3D e permanente
1D e transiente
2D e transiente
Resposta correta
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Gabarito Comentado
O campo de velocidade apresentado é definido por três componentes: , e . No entanto, apenas o
componente é constante, enquanto os componentes e variam com o tempo e a posição,
respectivamente. Isso indica que o escoamento é unidimensional �1D�, pois apenas uma direção é
constante. Além disso, a presença do tempo na equação indica que o escoamento é transiente, ou seja,
varia com o tempo. Portanto, a classificação correta do escoamento é 1D e transiente.
î ĵ k̂
î ĵ k̂
2 Marcar para revisão
Faça a correlação mais adequada quanto às opções para classificação dos escoamentos
I � Quanto ao nível de turbulência
II � Em relação à tensão cisalhante
III � Quanto à variabilidade da massa específica
IV � Quanto às limitações dos contornos
I. Laminar e turbulento; II. Viscoso e invíscido; III. Compressível e incompressível; IV. Interno e
externo
I. Compressível e incompressível; II. Interno e externo; III. Laminar e turbulento; IV. Viscoso e
invíscido
I. Compressível e incompressível; II. Laminar e turbulento; III. Viscoso e invíscido; IV. Interno e
externo
I. Interno e externo; II. Compressível e incompressível; III. Viscoso e invíscido; IV. Laminar e
turbulento
I. Laminar e turbulento; II. Compressível e incompressível; III. Viscoso e invíscido; IV. Interno e
externo
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A alternativa correta é a "A", que apresenta a correlação mais adequada para a classificação dos
escoamentos. A opção I, "Laminar e turbulento", refere-se ao nível de turbulência do escoamento. A
opção II, "Viscoso e invíscido", está relacionada à tensão cisalhante. A opção III, "Compressível e
incompressível", diz respeito à variabilidade da massa específica. Por fim, a opção IV, "Interno e
externo", está associada às limitações dos contornos do escoamento.
3 Marcar para revisão
Um fluido ideal, sem viscosidade e incompressível, escoa por um tubo horizontal de seção quadrada de
lado . Esse tubo, a partir de certo ponto, se expande de modo a ter o lado .
Sabendo que a vazão do tubo é de , a variação da pressão , em , é de:
Dado: densidade do fluido 
L1 = 2, 0cm L2 = 6, 0cm
3, 6litros/s ΔP = P2 − P1 kPa
ρ = 1, 0 × 103kg/m3
400
40
4,0
0,40
0,040
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra B. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A questão envolve o princípio de Bernoulli para fluidos ideais, que afirma que a soma da energia
cinética, da energia potencial gravitacional e da energia de pressão é constante ao longo de uma linha
de fluxo. No caso de um tubo horizontal, a energia potencial gravitacional é a mesma em todos os
pontos, portanto, a variação de pressão é determinada pela variação da energia cinética. Como a seção
do tubo se expande, a velocidade do fluido diminui, portanto, a energia cinética diminui e a pressão
aumenta. A variação de pressão pode ser calculada a partir da vazão e da densidade do fluido,
resultando em 40 kPa. Portanto, a alternativa correta é a B.
4 Marcar para revisão
Qual é o único escoamento, entre os listados abaixo, classificado como compressível?
Escoamento da água de uma cachoeira desviada por um duto com 0,5 m de diâmetro.
Escoamento do ar ao redor de uma partícula de poeira em queda livre.
Escoamento provocado pela bola de futebol em um chute direto para o gol em cobrança de falta.
Escoamento de uma tubulação que tem início em uma caixa d'água e desemboca em uma torneira.
Escoamento da água da chuva em um bueiro ou ralo.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
O escoamento é classificado como compressível quando a densidade do fluido varia significativamente
ao longo do escoamento. No caso do escoamento provocado pela bola de futebol em um chute direto
para o gol em cobrança de falta, o ar ao redor da bola é comprimido e se expande, alterando sua
densidade. Portanto, esse é o único escoamento, entre os listados, que pode ser classificado como
compressível.
5 Marcar para revisão
Uma bomba horizontal recalca água à uma vazão de e 20°C. O bocal de entrada, onde a pressão é
, tem área . No bocal de saída, a pressão é  e a área .
Calcule a potência da bomba, em kW, desprezando as perdas.
58m3/h
p1 = 120kPa A1 = 60cm2 p2 = 325kPa A2 = 7cm2
9,3
2,3
7,4
3,2
4,2
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Para resolver essa questão, é necessário utilizar a equação da continuidade e a equação de Bernoulli. A
equação da continuidade nos diz que a vazão de entrada é igual à vazão de saída, ou seja, a velocidade
da água na entrada e na saída da bomba é a mesma. A equação de Bernoulli, por sua vez, nos permite
calcular a diferença de pressão entre a entrada e a saída da bomba. Com essas informações, podemos
calcular a potência da bomba, que é o trabalho realizado pela bomba por unidade de tempo. Aplicando
essas equações e considerando as informações dadas no enunciado, obtemos que a potência da
bomba é de 7,4 kW, que corresponde à alternativa C.
6 Marcar para revisão
Água à flui em regime permanente por um tanque fechado, conforme figura abaixo. Na seção 1,
 e a vazão volumétrica é . Na seção 2, e a velocidade média é
. Se , calcule a vazão volumétrica em e a velocidade média em .
20°C
D1 = 6, 0cm 100m3/h D2 = 5, 0cm
8, 0m/s D3 = 4, 0cm Q3 m3/h V3 m/s
9,6
20,0
8,0
4,0
1,0
Resposta correta
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Gabarito Comentado
A resposta correta é: 9,6
7 Marcar para revisão
Marque a única alternativa incorreta:
Se a tubulação de sucção de uma bomba tem diâmetro igual à de recalque e os bocais estão numa
mesma altura, a pressão a montante (antes) será menor que a jusante (depois) da bomba.
Na equação integral da energia, o trabalho proveniente de bombas será negativo, enquanto o
aplicado em turbinas é positivo.
As tensões viscosas causam ganho de carga (energia) ao longo do escoamento entre duas seções.
Num escoamento invíscido no interior de uma tubulação horizontal, a redução do diâmetro numa
seção a jusante acarretará a diminuição da pressão em relação a montante.
Numa tubulação horizontal de diâmetro constante onde ocorre escoamento viscoso, há uma
redução da pressão ao longo do comprimento.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
A alternativa C está incorreta. As tensões viscosas, na verdade, não causam ganho de carga (energia)
ao longo do escoamento entre duas seções. Elas são responsáveis pela perda de energia no
escoamento devido ao atrito interno do fluido. Portanto, ao contrário do que a alternativa sugere, as
tensões viscosas resultam em uma perda de carga, e não em um ganho.
8 Marcar para revisão
Qual é o único escoamento, entre os listados abaixo, classificado como laminar?
Escoamento da água ao redor de um duto submarino com 0,5m de diâmetro em um local cuja
correnteza tem velocidade média de 1,0m/s.
Escoamento provocado pela bola de futebol em um chute direto para o gol em cobrança de falta.
Escoamento no interior de uma adutora de água.
Escoamento ao redor da asa de um avião em condições ideais.
Escoamento que ocorre ao beber refrigerante com canudo.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
O escoamento laminar é caracterizado por um fluxo suave e ordenado, onde as partículas do fluido se
movem em camadas paralelas, sem cruzar entre si. Nesse contexto, a alternativa que melhor representa
esse tipo de escoamento é a opção E� "Escoamento que ocorre ao beber refrigerante com canudo". Isso
ocorre porque, ao bebermos um líquido com um canudo, o fluxo do líquido é suave e ordenado, sem
turbulências, caracterizando um escoamento laminar.
9 Marcar para revisão
O escoamento em um canal com altura , largura  e declividade  é representado na figura abaixo.
Se o escoamento for laminar, o perfil de distribuição de velocidades é dado pela função
Em que
Qual é a expressão para vazão volumétrica na seção transversal do canal?
Como se trata de velocidade variável ao longo da seção, utilize a fórmula geral para cálculo da vazão,
.
h B θ
u(y) = K(hy − )y2
2
K =
ρgsenθ
μ
Q = ∫ V dA
Kh3/2
KBh3/3
Kh3/3
Kh3
KBh2/3
Resposta incorreta
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Gabarito Comentado
A resposta correta é: KBh3/3
10 Marcar para revisão
Uma ducha de chuveiro esguicha água através de 50 furos com diâmetro de . Ela é alimentada
através de uma mangueira com vazão de . Calcule a velocidade média de saída, em ,
considerando que ela é a mesma em todos os furos.
0, 8mm
0, 15L/s m/s
2
300
10
6
1
Resposta correta
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Gabarito Comentado
Para resolver essa questão, precisamos entender que a velocidade média de saída da água é a vazão
dividida pela área total dos furos. A vazão é dada em litros por segundo (L/s), que podemos converter
para metros cúbicos por segundo (m³/s) dividindo por 1000. A área de cada furo é dada pela fórmula
da área do círculo (πr²), onde o raio é a metade do diâmetro. Como temos 50 furos, a área total é 50
vezes a área de um furo. Ao dividir a vazão pela área total, obtemos a velocidade média de saída da
água. Realizando esses cálculos, encontramos que a velocidade média é aproximadamente 6 m/s,
portanto, a alternativa correta é a D.
Questão 1 de 10
Corretas �6�
Incorretas �4�
Em branco �0�
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6 7 8 9 10
Exercicio Dinâmica Dos Fluidos Sair
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