FENÔMENOS DE TRANSPORTE UNIDADE 1 a 6

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FENÔMENOS DE TRANSPORTE
INTRODUÇÃO AOS FENÔMENOS DE TRANSPORTE
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QUESTÃO 1
A aderência de um fluido e sua viscosidade estão relacionadas entre si. De acordo com o Princípio de Aderência, a lâmina de fluido em contato direto com uma placa em movimento adquire a velocidade desta placa. O que ocorre com o perfil (inicial) vertical de velocidade de escoamento do fluido  Vx(y,t) se a placa inferior também se move na mesma direção que a placa superior e com a mesma velocidade?
Escolha uma opção: 
RESPOSTA: O perfil será semelhante a uma parábola, com velocidade nula do fluido na metade da distância entre as placas.
QUESTÃO 2
A lei dos gases ideais é uma relação muito importante, pois ela relaciona o produto da pressão do gás e o volume que ele ocupa com o número de partículas e a temperatura do gás. Esta relação é escrita como:  pV=NRT, em que R é a constante dos gases ideais. Nesta relação, cite quais são as quantidades intensivas e defina qual é o significado físico do volume de um gás ideal.
Escolha uma opção:
RESPOSTA: As quantidades intensivas são a pressão e a temperatura, pois o volume V e N são extensivas. O volume de um gás é o tamanho do recipiente que o contém.
QUESTÃO 3
Um fluido é uma coleção muito grande de partículas que partilham propriedades estatísticas e macroscópicas representando-o como um todo. A análise do movimento de um fluido não precisa do estudo completo de cada uma de suas partículas, de acordo com a hipótese do contínuo. Uma das principais características dos fluidos é a viscosidade. De acordo com a definição de viscosidade, um fluido 1 com viscosidade duas vezes maior do que o segundo fluido 2 ( μ1=2μ2 terá um gradiente de velocidade de escoamento (para os mesmos cisalhamentos em ambos os fluidos).
Escolha uma opção:
RESPOSTA: Metade do gradiente de velocidade de escoamento do fluido 2.
QUESTÃO 4
O Princípio da Aderência é muito importante para explicar o comportamento do escoamento laminar de fluidos dentro de dutos. Considere um duto circular de raio R, cujo perfil de velocidades é dado pela expressão:
Em que r é a distância radial a partir do centro do escoamento. A que distância do centro do duto circular acima a velocidade de escoamento é a metade da velocidade máxima: Vmax ? Escolha uma opção: 
RESPOSTA: 
QUESTÃO 5
As leis de conservação de massa, energia, momento etc são regras muito poderosas, pois permitem a previsão do resultado de condições controladas. Para um fluido incompressível que passa por um duto de seção de área variável, considere a seguinte situação: a velocidade de escoamento laminar é V_1 no momento em que este fluido entra no volume de controle por uma área de seção de área A_1 e sai deste volume de controle passando por uma seção de área A_2 muito menor do que A_1. O que ocorre com a velocidade de saída deste fluido no ponto de área A_2 e por quê?
Escolha uma opção:
RESPOSTA: A velocidade de escoamento do fluido deve aumentar quando passar por A2, pois a conservação da massa indica que o produto da velocidade e a área devem ser uma constante.
ESCOAMENTO DE FLUIDOS I
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QUESTÃO 1
Os regimes de escoamento de um fluido são classificados de acordo com diferentes e diversos critérios. Do ponto de vista prático, muitos testes em automóveis usam túneis de vento e marcadores semelhantes à fumaça de cigarro para rastrearem as linhas de fluxo em torno do veículo. Veículos com boa aerodinâmica (embora eles não voem) resultam em um arrasto menor e economia de combustível. Considerando os regimes de escoamento, em quais condições de fluxo as linhas de corrente, as linhas de emissão e as trajetórias são todas idênticas? Escolha uma opção: 
RESPOSTA: Regime permanente.
QUESTÃO 2
RESPOSTA: T = 1Pa, não mudam, pois as unidades de viscosidade não podem mudar neste novo regime.
QUESTÃO 3
RESPOSTA: O escoamento é 2-dimensional
V⃗ (x,y,z,t)=10(0i⃗ +2j⃗ −3k⃗ )ms−1V→(x,y,z,t)=10(0i→+2j→−3k→)ms−1
V=10\sqrt{13}ms^{−1}V=10\sqrt{13}ms^{-1}
QUESTÃO 4
Um fluido é uma coleção muito grande de partículas que partilham propriedades estatísticas e macroscópicas, representando-o como um todo. Uma das principais propriedades de um fluido é a viscosidade e ela tem um papel fundamental ao determinar as tensões que ocorrem no fluido, e o perfil geométrico do campo de velocidades. Considerando um fluido newtoniano, cujo gradiente de velocidade é proporcional à tensão dividida pela viscosidade, em quais direções espaciais o tensor de tensões possui as componentes da pressão? 
Lembre-se de que: 
Escolha uma opção:
RESPOSTA: Quando i = j, ou seja na diagonal da matrix.
QUESTÃO 5
A descrição do movimento de um fluido como um todo leva em consideração o campo de velocidade e as linhas contínuas que rastreiam o movimento médio do fluido como um todo. As linhas de corrente dependem do campo de velocidade que é um campo vetorial dependente do ponto (x, y, z) e do tempo. Qual é a principal relação geométrica existente entre as linhas de corrente e o campo de velocidades? Como se chama o conjunto de linhas de corrente? 
Escolha uma opção:
RESPOSTA: O campo de velocidades é tangente às linhas de corrente. Tubo de corrente.
ESCOAMENTO DE FLUIDOS II
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QUESTÃO 1
Sabe-se que a altura de 760 mm de mercúrio é aquela que define o valor da pressão da atmosfera padrão. Se usássemos água no lugar do mercúrio, qual seria a altura da coluna de água para a mesma pressão?
Escolha uma opção:
RESPOSTA: 
QUESTÃO 2
A redução da pressão atmosférica com a altitude é notável e apresenta os mais diversos efeitos. A natureza da pressão, como vimos, é definida pelo peso acumulado de todas as camadas de fluido acima de uma superfície, dividindo-se este peso pela área da superfície. Um automóvel usa motor de combustão interna semifechado, pois usa a mistura ar-combustível e o oxigênio é o catalisador para a eficiência da explosão por unidade de volume de combustível. Qual é o efeito da redução da pressão do ar sobre esta eficiência?
Escolha uma opção:
RESPOSTA: A eficiência da explosão é reduzida.
QUESTÃO 3
A condição de flutuabilidade de uma embarcação no mar depende do volume que esta embarcação desloca, referindo-se ao volume da água deslocada. Considerando-se que a maioria das embarcações é feita de metal e que os metais são muito mais densos do que a água do mar, por que estas embarcações não afundam?
 Escolha uma opção:
RESPOSTA: Apesar de a densidade do material ser muito grande, a densidade média da embarcação ainda é menor do que a da água.
QUESTÃO 4
Os regimes de escoamento de um fluido são classificados de acordo com diferentes e diversos critérios. Do ponto de vista prático, muitos testes em automóveis usam túneis de vento e marcadores semelhantes à fumaça de cigarro para rastrearem as linhas de fluxo em torno do veículo. Veículos com boa aerodinâmica (embora eles não voem) resultam em um arrasto menor e economia de combustível. Considerando os regimes de escoamento, em quais condições de fluxo as linhas de corrente, as linhas de emissão e as trajetórias são todas idênticas? 
Escolha uma opção:
RESPOSTA: Regime permanente.
QUESTÃO 5
A descrição do movimento de um fluido como um todo leva em consideração o campo de velocidade e as linhas contínuas que rastreiam o movimento médio do fluido como um todo. As linhas de corrente dependem do campo de velocidade que é um campo vetorial dependente do ponto (x, y, z) e do tempo. Qual é a principal relação geométrica existente entre as linhas de corrente e o campo de velocidades? Como se chama o conjunto de linhas de corrente? 
Escolha uma opção:
RESPOSTA: O campo de velocidades é tangente às linhas de corrente. Tubo de corrente.
A DINÂMICA DE ESCOAMENTO DE FLUIDOS
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QUESTÃO 1
RESPOSTA: É a distância física até o eixo onde ocorre a rotação.
QUESTÃO 2
RESPOSTA: Este sinal indica que a variação da quantidade depende do caminho termodinâmico entre os estados inicial e final.
QUESTÃO 3
RESPOSTA: Metro cúbico por segundo.
QUESTÃO 4
A condição de fluido incompressível significa que ele é constante, no tempo e no espaço, ou seja: ρ = cte. Esta condiçãoé equivalente a dizer que a derivada espacial e temporal da densidade são ambas nulas. Qual é a consequência da incompressibilidade de um fluido com relação ao campo de velocidades? 
Escolha uma opção:
RESPOSTA: 
QUESTÃO 5
RESPOSTA: Perdas por atrito nos mancais.
TRANSPORTE DE CALOR I
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QUESTÃO 1
Qual é quantidade de calor emitida por uma esfera metálica aquecida a T = 400K, cujo raio é R = 1m, e é um emissor quase perfeito com y=0.96? Suponha que ela emita através de toda a sua área exposta.
Escolha uma opção:
RESPOSTA: 
QUESTÃO 2
RESPOSTA: É o fluxo de calor por unidade de tempo, devido à variação da temperatura (no tempo) e movimento do fluido.
QUESTÃO 3
RESPOSTA: É a diferença de temperatura entre a superfície e o fluido, e ele não é um vetor.
QUESTÃO 4
RESPOSTA: O gradiente indica a diferença da temperatura em uma direção especificada. O vetor q define o fluxo de calor e deve apontar na direção deste gradiente de temperatura.
QUESTÃO 5
RESPOSTA: 
TRANSPORTE DE CALOR II
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QUESTÃO 1
RESPOSTA: 
QUESTÃO 2
RESPOSTA: A integral é a transferência de energia do fluido quando ele atravessa uma unidade de área com velocidade U.
Esta integral será a quantidade de energia por unidade de tempo que atravessa uma área unitária, perpendicularmente a ela.
QUESTÃO 3
O que diz a primeira lei da termodinâmica? 
Escolha uma opção:
RESPOSTA: A mudança de energia interna de qualquer sistema se deve unicamente ao calor trocado entre ele e outro sistema e a transferência de trabalho que ele sofreu interagindo com outro sistema. 
A mudança da energia interna se deve às trocas de calor e trabalho entre o sistema e outros sistemas ou corpos.
QUESTÃO 4
RESPOSTA: 
QUESTÃO 5
RESPOSTA: 
PERGUNTAS DIFERENTES
Número 1
Resposta: 
Número 2
A equação de equilíbrio hidrostático é uma das mais importantes da Mecânica dos Fluidos, mas a sua validade depende de uma série de condições: o fluido está em repouso ou em movimento uniforme. Uma das previsões da equação de equilíbrio hidrostático é que pontos de um fluido à mesma altura possuem a mesma pressão. A pressão da atmosfera da Terra, para baixas alturas, pode ser descrita por: P=Patm−ρ gh. Nesta expressão, qual é o sentido da medição da altura h?
Escolha uma opção:
Resposta: A solução acima indica que a altura começa a ser contada a partir do solo, para cima.
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