CAROLMARIA ListaoIntegradora FenomenosdeTransporte2017 1

Prévia do material em texto

LISTÃO INTEGRADORA – Fenômenos de Transporte
Aluno (a): __________________________________________________________
Professora: Carolina Maria Ferreira dos Santos 	Data:__/__/____
1. Um fluido passa por uma tubulação convergente como mostra a figura abaixo:
 
Sabe-se que o fluido, ao passar da região (1) para a região (2) tem a sua massa específica multiplicada por 1,5 em unidades do sistema internacional. De acordo com os seus conhecimentos sobre o assunto, marque a afirmativa correta. 
a) A velocidade do fluido na região (2) é menor que 5 m/s.
b) O fluido é compressível nessas condições o que justifica as variações de massa específica da região (2) quando comparada com a região (1).
c) A vazão mássica na região (1) é maior que na região (2).
d) A vazão volumétrica da região (1) e da região (2) é constante.
e) O peso específico do fluido permanece constante ao passar da região (1) para a região (2).
2. O ar atmosférico pode ser considerado um fluido compressível, que escoa na atmosfera do planeta em forma de ventos e outros eventos gerando as diferenças de clima. De acordo com os seus conhecimentos sobre fluidos, marque a alternativa correta.
a) O peso específico do ar é invariável independente da temperatura ambiente.
b) A massa específica do ar é a mesma em toda a atmosfera do planeta.
c) A pressão atmosférica é maior ao nível do mar quando comparada com o topo de uma montanha.
d) Os ventos movimentam-se de uma região de baixa pressão para uma região de alta pressão atmosférica.
e) Por ser um gás a atmosfera não é capaz de fornecer empuxo a nenhum corpo nela imerso.
3. Em um tubo em U de extremidades abertas são colocados dois líquidos não miscíveis, que entram em equilíbrio conforme a figura.
Considerando que o fluido A tem massa específica igual a 1,275.103kg/m3, os valores aproximados da massa específica do fluido B e da pressão manométrica no ponto de interface entre os dois líquidos valem, respectivamente: 
a) 0,9 x 10³ kg/m³ e 1500 Pa.
b) 1,8 x 10³ kg/m³ e 1500 Pa.
c) 0,9 x 10³ kg/m³ e 3000 Pa.
d) 1,8 x 10³ kg/m³ e 3000 Pa.
e) 3,1 x 10³ kg/m³ e 1500 Pa.
 
4. A viscosidade de um fluido é a propriedade que faz com que o mesmo tenha maior ou menor facilidade de escoar. Um fluido muito viscoso tem uma grande dificuldade de escoar, enquanto um fluido de baixa viscosidade escoa facilmente sobre uma superfície. Desta forma, o escoamento dos fluidos pode ser identificado como uma característica física importante para analisá-los. De posse dos seus conhecimentos sobre o assunto, marque a alternativa correta.
a) A pressão que um fluido faz no fundo de um recipiente independe da sua viscosidade.
b) A energia gasta para escoar um fluido de um ponto A até um ponto B independe da sua viscosidade.
c) A viscosidade de um fluido independe da sua temperatura.
d) A característica lubrificante de um fluido independe da sua viscosidade.
e) O peso específico de um fluido está diretamente relacionado à sua viscosidade.
5. Suponha que a densidade de um fluido (A) seja calculada através da equação A= (B)/ (C). (D)², em que B apresenta dimensão de força e C possui dimensão de área. Para que a equação seja dimensionalmente homogênea, D deve corresponder a qual grandeza, com sua respectiva unidade?
a) Área – m2
b) Volume – m³
c) Comprimento - m
d) Velocidade - m/s
e) Aceleração - m/s²
6. Com relação ao mecanismo de transferência de calor por convecção assinale a alternativa correta:
a) Mecanismo de transferência de calor que envolve o efeito do movimento de fluidos.
b) Mecanismo de transferência de calor que envolve fluidos, com exceção dos gases.
c) Mecanismo que independe de um meio físico para que ocorra a transferência de calor.
d) O coeficiente de transferência por convecção é maior na convecção livre do que na convecção forçada.
e) Só há transferência de calor por convecção quando a temperatura da superfície solida é maior que a temperatura do fluido; quando a temperatura do fluido é maior que a temperatura da superfície solida não há transferência de calor.
7. A medida de viscosidade de um fluido pode ser obtida pelo experimento das placas. São colocadas duas placas paralelas, a de baixo fixa e a de cima móvel, com um fluido de viscosidade desconhecida entre elas. Considere que a distância entre as placas é de 2mm, que a placa de cima é quadrada, com lados de 10 cm e que ela é puxada com uma velocidade de 4 m/s em relação a placa fixa por uma força de 10 N aplicada na direção da velocidade. Marque a alternativa que apresenta a viscosidade do fluido colocado entre as duas placas.
20N.s/m²
2,0N.s/m²
0,005N.s/m²
0,5N.s/m²
0,05N.s/m²
8. Com relação as escalas de pressão absoluta, manométrica e atmosférica, assinale a alternativa correta:
a) A pressão absoluta pode ser positiva ou negativa.
b) Pressão manométrica negativa significa que ela é menor que a pressão atmosférica.
c) Pressão absoluta negativa significa que ela é menor que a pressão atmosférica.
d) A pressão atmosférica será sempre maior que a pressão absoluta.
e) A pressão atmosférica aumenta com o aumento da altitude. 
9. A pressão manométrica é a medição da pressão em relação à pressão atmosférica existente no local, podendo ser positiva ou negativa. A figura a seguir apresenta uma tubulação onde circula ar e o desnível do nível do mercúrio observado no manômetro de coluna é de 4 mm. Sabendo-se que 1atm = 101,325kPa, a densidade do Mercúrio é ρhg = 13600 kg/m³ e a aceleração gravitacional g = 9,8 m/s², a pressão absoluta no tubo corresponde a:
a) 101,858Pa
b) 101858kPa
c) 1,01858Pa
d) 1,01858kPa
e) 101,858kPa
10. A figura a seguir mostra 3 recipientes preenchidos com água no mesmo nível. Considere P1 a pressão no fundo do recipiente 1 e F1 a força exercida pela água no fundo do recipiente 1 e assim sucessivamente para os demais recipientes. Assinale a opção correta:
a) P1=P2=P3   e   F2>F1>F3
b) P1=P2=P3   e   F3>F1>F2
c) P3>P1>P2   e   F1=F2=F3
d) P3>P1>P2   e   F3>F1>F2
e) P1=P2=P3   e   F2>F1>F3
11. Um tanque de água é pressurizado a 5,0atm (pressão absoluta), com o nível de água a 15m do fundo do tanque. Uma torneira é conectada na parte de baixo do tanque e seu bocal é alinhado com o fundo do tanque, apontando para cima. Quando a torneira é aberta, a água é ejetada na vertical, como mostrado na figura abaixo.
Considerando a pressão atmosférica igual a 1,0atm=100kPa, a altura máxima que o jato atinge é:
a) 56m		b) 41m		c) 25m		d) 30m		e) 15m
12. Observando o escoamento de um fluido real na tubulação abaixo, nota-se que existe uma queda de pressão entre os pontos A e C. Tendo em vista a situação descrita e observando o desenho, avalie as afirmações a seguir:
(I) A queda de pressão no escoamento é devido somente a redução no trecho B.
(II) A queda de pressão acontece devido aos efeitos viscosos do fluido.
(III) A perda de carga total, é causada pelo efeito do atrito no escoamento e pela perda localizada.
(IV) Como o escoamento é laminar, devemos recorrer a resultados experimentais no Ábaco de Moody para determinar o fator de atrito.
É correto, apenas, o que se afirma em:
a) I e IV.	
b) II.		
c) IV.		
d) II e III.		
e) III e IV.
13. Uma parede composta, de 2 m² de área, é utilizada para separar dois ambientes. O ambiente interno é mantido a 25°C e o ambiente externo, a -15°C. Os materiais A e B possuem condutividades térmicas de, respectivamente, 0,17 W/m.K e 0,1 W/m.K. A espessura do material A é de 10 mm. Os coeficientes convectivos interno e externo são iguais a 50 W/m².K e 25 W/m².K e a temperatura da superfície interna é mantida em 20°C.
Desprezando efeitos de radiação, qual a espessura do material B, em milímetros?
a) 6,1
b) 4,1
c) 2,1
d) 8,1
e) 12,1
14. Com relação à propriedade física viscosidade de um fluido, assinale a alternativa correta:
a) A viscosidade dinâmica de um fluido diminui com o aumento da temperatura.
b) Nos fluidos newtonianos a tensão de cisalhamentoé diretamente proporcional a taxa de deformação do fluido.
c) A viscosidade cinemática é uma relação entre a massa específica do fluido e seu peso específico.
d) Quanto maior a massa específica de um fluido maior sua viscosidade dinâmica. 
e) Quanto maior a viscosidade dinâmica de um fluido, mais facilmente esse fluido escoará.
15. A figura representa uma tubulação onde escoa água. A água entra com velocidade de 5 m/s no lado indicado pela seta 1, que possui área da seção transversal igual a 2 m2 e sai no lado oposto por dois ramais, o ramal 2 e o ramal 3. No ramal 2, a água sai com velocidade de 4 m/s e possui área da seção transversal de 2 m².
Considerando o escoamento permanente, a opção que indica corretamente a vazão, em m3 /s, no
ramal 3 é:
a) 0,5		b) 1,0		c) 2,0		d) 3,0		e) 4,0
16. A importância fundamental do número de Reynolds é a possibilidade de se avaliar a estabilidade do fluxo podendo obter uma indicação se o escoamento flui de forma laminar ou turbulenta. O número de Reynolds constitui a base do comportamento de sistemas reais, pelo uso de modelos reduzidos. Um exemplo comum é o túnel aerodinâmico (túnel de vento) onde se medem forças desta natureza em modelos reduzidos de asas de aviões.
Um estudante de engenharia fez um estudo a respeito do escoamento de um fluido e fez as seguintes
afirmativas:
I. Dois sistemas são dinamicamente semelhantes se o número de Reynolds for o mesmo para ambos;
II. Um escoamento é determinado como laminar quando o número de Reynolds for superior a 4000;
III. Um escoamento é considerado turbulento se o número de Reynolds for inferior a 2000;
IV. O número de Reynolds de um escoamento é diretamente proporcional à viscosidade dinâmica do fluido;
V. O número de Reynolds é uma propriedade específica do fluido;
Com relação as afirmativas acima é corretor afirmar que:
a) Somente as alternativas (IV) e (V) são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas (I) e (V) são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas (II) e (III) são falsas.
d) Somente a alternativa (I) é verdadeira.
e) Todas as alternativas são falsas.
17. A densidade (também massa volúmica ou massa volumétrica) de um corpo mede o grau de
concentração de massa em determinado volume. Os tanques da figura a seguir, estão totalmente
preenchidos com um óleo leve. 
Sabendo-se que a massa do tanque 1 é de 7 kg e a massa do tanque 2 é de 20 kg, a densidade de cada tanque é, respectivamente, igual a:
a) 8,75x10-1 g/m³ e 8,33x10-1 g/m³
b) 8,75x10-1 Kg/m3 e 8,33x10-1 Kg/m3
c) 8,75x10-1 Kg/m³ e 8,33x10-1 Kg/m³
d) 8,75x10-1 Kg.s/m3 e 8,33x10-1 Kg.s/m3
e) 8,75x10-1 g/cm3 e 8,33x10-1 g/cm3
18. A figura ilustra um escoamento em regime permanente em um Venturi. Considere que o fluido
manométrico é o mercúrio e que os pesos específicos envolvidos no problema valem Hg = 140000
N∕m3 e Água = 10000 N∕m3. As perdas por atrito são desprezíveis, as propriedades uniformes nas
secções e g=10 m∕s2. Considere um escoamento para fluidos ideais. 
Para a velocidade da água, em m∕s, obtém-se na secção 2:
a) V2 = √18,2
b) V2 = √42,6
c) V2 = √69,3
d) V2 = √93,5
e) V2 = √102,5
19. Uma carga de 400 kg é posicionada em um elevador hidráulico, como mostrado na figura abaixo:
Considere que o elevador está completamente preenchido por óleo. Calcule o valor da altura h da
coluna de óleo que deverá ser estabelecida no tubo mais fino (diâmetro igual a 1,0 cm) para que a
carga comece a ser levantada. O tubo mais espesso tem 1,2 m de diâmetro.
Dado: densidade do óleo = 760 kg/m³.
a) 0,46 m
b) 4,60 m
c) 0,12 m
d) 1,20 m
e) 0,55 m
20. O perfil de velocidade do escoamento de um óleo numa superfície é dada por u(y) = 4y², onde u(y) é o perfil de velocidade em m/s e y é o afastamento da superfície em metros. O óleo presenta viscosidade dinâmica de 0,002 (N.s/m²). Determine a tensão de cisalhamento a 20cm da superfície sólida.
a) 3,2x10-3N
b) 3,2x10-3Pa.s
c) 3,2x10-3 N/m²
d) 3,2x10-3s
e) 3,2x10-3m
21. Uma barra de aço de 10,0cm de comprimento é soldada pela extremidade a uma barra de cobre de 20,0cm de comprimento. A seção reta das duas barras é um quadrado de lado igual a 2,0cm. A extremidade livre da barra de aço é mantida a 100°C, pelo contato com vapor de água obtido por ebulição enquanto a extremidade livre da barra de cobre é mantida a 0°C por estar em contato com gelo. As duas barras são perfeitamente isoladas em suas partes laterais. Nesse sistema a temperatura da junção e a taxa de transferência de calor serão iguais, respectivamente, a:
Dados: 
kaço = 50,2W/m.K e kcobre = 385W/m.K
a) 21°C e 16 W
b) 50°C e 91 W
c) 75°C e 91 W
d) 50°C e 16 W
e) 21°C e 91 W
22. Um duto de ventilação de seção retangular 2,0 x 3,0 m transporta ar, que escoa a uma velocidade
média de 0,5 m/s. Calcule a perda de carga em uma tubulação de 20 m de comprimento. Considere as paredes do duto lisas. Dados: Ʋar =1,6.10-5m²/s
a) 20,1mm		b) 2,10cm		c) 2,00mm		d) 1,18cm		e) 1,18m
23. Quando avaliamos o comportamento de fluidos com relação à viscosidade, nota-se que entre as camadas fluidas desenvolve-se uma força de atrito entre a camada mais lenta e a camada mais rápida. Observando a figura abaixo avalie as afirmações a seguir:
(I) O escoamento no ponto B pode ser considerado não viscoso.
(II) O ponto A é consequência da condição de não-escorregamento.
(III) O ponto C representa a Camada-limite viscosa.
É correto, apenas, o que se afirma em:
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e III.
e) II e III.
24. A teoria da cinemática de fluido ideal diz que a vazão volumétrica em um escoamento interno pode ser determinada pela velocidade do fluido multiplicada pela área da seção a qual o fluido atravessa.
Da mesma forma a vazão mássica pode ser determinada pela vazão volumétrica multiplicada a densidade do fluido.
Um engenheiro pretende fazer um sistema para enchimento de dois reservatórios cúbicos simultaneamente conforme mostrado na figura. O fluido tem gravidade específica de 1,2. O tempo estimado para enchimento total de ambos os reservatórios é de 1 hora. Sabendo – se que o fluido será considerado com ideal, o engenheiro fez as seguintes afirmativas:
1) A vazão volumétrica total que atravessa a tubulação de água principal no ponto A tem que ser igual a 0,3125m3/s;
2) A razão de área da tubulação que alimenta o reservatório 1 em relação a tubulação que alimenta o reservatório 2 deve ser inversamente proporcional a área de cada do tubo;
3) A vazão mássica de alimentação do tanque 1 deve ser de 41,66kg/s;
Com relação às afirmativas pode-se afirmar que:
a) Somente a alternativa 1 é correta.
b) Somente a alternativa 2 é correta.
c) Somente a alternativa 3 é correta
d) Somente as alternativas 1 e 3 são corretas.
e) Todas as alternativas são corretas.
25. Considere o escoamento de um fluido real em uma tubulação cilíndrica horizontal do ponto inicial (1) e final do volume de controle (2). A velocidade apresenta diminuição durante o processo, assim como a pressão. No entanto, a temperatura apresenta uma pequena elevação.
Considerando o princípio da conservação de energia do movimento, a variação de energia está associada a:
a) variação da energia potencial e aumento da energia cinética.
b) perda de carga localizada e perda de carga por atrito.
c) aumento da energia cinética e variação da energia de escoamento.
d) variação da energia de escoamento e perda de carga por atrito.
e) diminuição da energia interna e perda de carga localizada.
26. A primeira lei da termodinâmica é um enunciado da conservação da energia, onde a variação da energia de um sistema é igual à taxa de transferência de calor menos a taxa de trabalho realizado pelo sistema. Segundo Bernoulli a energia mecânica do fluido pode ser expressa como a soma das energias de escoamento, cinética e potencial, sendo representado pela equação de Bernoulli.
P/ρ + v²/2 +g.z = constante
Um engenheiro pretende utilizar um motor de 15kW em uma bomba que trabalha com uma variação de pressãode 200kPa e uma vazão de 50 L/s. Considere que não há perdas entre o motor e o eixo da bomba, e que a variação de velocidade e de desnível na entrada e saída da bomba podem ser desprezíveis. A densidade da água é igual a 1000kg/m³.
Com base nestas informações pode-se afirmar que:
a) o motor não pode ser utilizado pois a energia mecânica necessária para atender a variação de pressão é maior que a disponível pelo motor.
b) o aumento da energia mecânica do fluido é de 1000W.
c) a vazão mássica que atravessa a bomba é de 0,05kg/s.
d) a energia mecânica necessária para o trabalho é de 200W.
e) a energia térmica gerada pela diferença entre a potência do motor e a energia consumida no
fluido é de 5kW.