Atividade 4 (A4)_ Fenomenos de transporte

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Questão 1
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erça, 30 abr 2024,
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Concluída em terça, 30 abr 2024, 15:26
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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”.
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 dessa propriedade 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.
a. V, V, V, F.
b. F, F, F, F.
c. V, V, F, V.
d. F, V, F, V.
Questão 2
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Questão 3
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Questão 4
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e. V, V, F, F.
Uma canoa de alumínio se move horizontalmente ao longo da superfície de um lago a uma velocidade constante de 10 km/h. A temperatura da água do lago é de 20 ºC,
especificamente naquela época do ano. O fundo da canoa tem 5 m de comprimento e é plano. A lagoa não apresenta ondas e a água somente é agitada pelos remos da
canoa. Sabe-se que a viscosidade cinemática é igual a 1,407 x 10
m/s, todavia, deseja-se saber se a camada limite no fundo da canoa possui um escoamento laminar ou turbulento devido a qual número de Reynolds?
a. De transição, devido ao número de Reynolds estar dentro do intervalo de transição.
b. Turbulento, devido a um baixo número de Reynolds.
c. Turbulento, devido a um alto número de Reynolds.
d. Laminar, devido a um alto número de Reynolds.
e. Laminar, devido a um baixo número de Reynolds.
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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.
a. V, V, F, V.
b. V, V, F, F.
c. F, F, F, F.
d. V, V, V, F.
e. F, V, F, V.
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.
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Questão 5
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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. 
 
A respeito do exposto, especificamente sobre o espectro eletromagnético das ondas, verifica-se que ele está delineado na seguinte figura:
 
 
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.
a. V, V, V, F.
 
 
 
b. F, F, F, F.
c. F, V, F, V.
d. V, V, F, V.
e. V, V, F, F.
No Brasil, a construção das barragens teve ajuda dos modelos feitos em escalas menores para simular o que poderia acontecer durante os momentos críticos da construção
de uma barragem, como a primeira abertura das comportas do vertedouro, o momento do enchimento do lago e se a barragem de concreto conseguiria reter o volume de
água desejado. Nas figuras evidenciadas a seguir, observam-se um modelo e a sua construção real. Esses modelos sempre foram construídos com rigor técnico e são
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Questão 6
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arduamente estudados em laboratório.
 
 
Considerando o exposto, sobre teoria da semelhança, analise as afirmativas a seguir.
 
I. Essa teoria surgiu devido à dificuldade de equacionamento de alguns escoamentos, por estes exigirem, muitas vezes, a solução de volumes irregulares a partir de
integrais.
II. Manter as escalas geométricas e as viscosidades facilita a análise dos escoamentos utilizando a teoria da semelhança.
III. Os modelos distorcidos podem ser utilizados no estudo desses tipos de escoamento.
IV. Esses modelos não podem ser utilizados no estudo das forças exercidas sobre prédios.
 
Está correto o que se afirma em:
a. II e III, apenas.
b. I, III e IV, apenas.
c. I, II e IV, apenas.
d. I e II, apenas.
e. I, II e III, apenas.
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.
Questão 7
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Questão 8
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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.
a. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
b. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
c. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
d. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
e. As asserções I e II são proposições falsas.
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:
a. II e III, apenas.
b. I, II e IV, apenas.
c. I e II, apenas.
d. II, III e IV, apenas.
e. I, II e III, apenas.
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”.
 
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Questão 9
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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. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
b. As asserções I e II são proposições falsas.
 
c. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
d. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
e. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A figura a seguir ilustra que existe uma enorme distância entre a equação de Euler (que admite o deslizamento nas paredes) e a equação de Navier-Stokes (que mantém a
condição de não escorregamento). Na parte “(a)” da figura, mostra-se essa distância e, na parte “(b)”, a camada limite é mostrada como a ponte que veio preencher a referida
distância.
 
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 445).
 
A respeito da teoria da camada limite e dessa ilustração, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) A teoria da camada limite preenche o espaço entre a equação de Euler e a equação de Navier-Stokes.
II. ( ) As regiões denominadas escoamento sem viscosidade possuem número de Reynolds muito alto.
III. ( ) Essa ilustração compara a equação de Euler e a equação de Navier-Stokes a duas montanhas.
Questão 10
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IV. ( ) A teoria da camada limite é comparada a uma ponte que diminui o espaço entre as duas equações citadas.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
a. V, V, V, F.
 
b. F, F, F, F.
c. V, V, V, V.
d. V, V, F, V.
e. F, V, F, V.
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 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:
a. I e II, apenas.
b. I, III e IV, apenas.
c. I, II e III, apenas.
d. II e III, apenas
e. I, II e IV, apenas.