FENTRAN SADY UERJ TRABALHO 1

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Defina tensão normal e de cisalhamento.
Questão 1 
Tensão normal é a intensidade da força ou força por unidade de área que atua no sentido perpendicular a logo:
Defina tensão normal e de cisalhamento.
Questão 1 
Tensão de cisalhamento é uma grandeza que comunica uma informação dinâmica de uma camada de fluido para outro. É também a intensidade da força ou força por unidade de área, que atua na tangente logo:
Defina pressão absoluta e manométrica.
Questão 2 
Pressão absoluta: é a pressão medida em relação ao vácuo absoluto. O vácuo absoluto sempre tem a pressão igual a zero. A pressão absoluta independe da pressão atmosférica do local onde ela é medida.
3
Defina pressão absoluta e manométrica.
Questão 2 
Pressão manométrica: é a pressão medida com relação à pressão da atmosfera. A diferença entre pressão manométrica e pressão absoluta é a pressão atmosférica.
Declare as três leis básicas usadas no estudo da mecânica dos fluidos. Declare, pelo menos, uma quantidade global que ocorre em cada lei. Declare, pelo menos, uma quantidade que pode ser definida em um ponto que ocorre em cada uma das leis.
Questão 3 
Conservação de Massa: Em um sistema fechado nada se cria e se elimina, mas se transforma. Ao final de um produto de massas, a quantidade de massa é igual a soma das massas do início .
Global: Massa.
No ponto: Massa específica.
Questão 3 
2º Lei de Newton: A força resultante que atua sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração.
Global: Força.
No ponto: Aceleração.
Declare as três leis básicas usadas no estudo da mecânica dos fluidos. Declare, pelo menos, uma quantidade global que ocorre em cada lei. Declare, pelo menos, uma quantidade que pode ser definida em um ponto que ocorre em cada uma das leis.
Questão 3 
Conservação de Energia: A variação de energia interna é igual a diferença entre a quantidade de calor trocada com o meio e o trabalho realizado pelo sistema.
Global: Energia.
No Ponto: Temperatura.
Declare as três leis básicas usadas no estudo da mecânica dos fluidos. Declare, pelo menos, uma quantidade global que ocorre em cada lei. Declare, pelo menos, uma quantidade que pode ser definida em um ponto que ocorre em cada uma das leis.
Faça os exercícios de 1.1 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Se força, comprimento e tempo são selecionados como três dimensões fundamentais, as unidades de massa no sistema SI podem ser escritas como:
Questão 4 
Força: N; Comprimento: m; Tempo: s
F = m.a 
Logo, a resposta correta é letra “C” , kg = 
Faça os exercícios de 1.2 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição. 
Selecione as dimensões de viscosidade usando o sistema F-L-T:
Letra b)
Questão 5 
Faça os exercícios de 1.6 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição. 
A temperatura a 11000 m na atmosfera padrão, usando uma interpolação parabólica das entradas na Tabela B.3, é mais próxima de:
Questão 6 
Interpolação entre 10000m e 12000m:
k=219,38
Logo, k-273 = -53,6 
A letra correta é B.
Faça os exercícios de 1.7 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Usando uma equação, estime a massa específica da água a 80°C:
Questão 7 
P = 1000 – (T – 4)²/180 = 968 kg/m³
Letra (d) 968 kg/m³
Faça os exercícios de 1.10 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Qual das seguintes opções é uma propriedade intensiva?
Energia Cinética
Entalpia
Massa Específica
Momentum
Questão 8 
Massa Específica é intensiva.
Faça os exercícios de 1.15 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Verificar as dimensões dadas na tabela 1.2 para as seguintes quantidades:
Questão 9 
Massa Específica: 
 
b) Pressão:
 
Faça os exercícios de 1.15 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Verificar as dimensões dadas na tabela 1.2 para as seguintes quantidades:
Questão 9 
c) Potência: 
 
 
d) Energia: 
Faça os exercícios de 1.15 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Verificar as dimensões dadas na tabela 1.2 para as seguintes quantidades:
Questão 9 
e) Massa:
f) Taxa de Escoamento: 
 
Faça os exercícios de 1.16 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Expressar as dimensões das seguintes quantidades, usando o sistema F-L-T:
Questão 10 
Massa Específica:
b) Pressão: 
Faça os exercícios de 1.16 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Expressar as dimensões das seguintes quantidades, usando o sistema F-L-T:
Questão 10 
c) Potência: 
d) Energia:
 
Faça os exercícios de 1.16 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Expressar as dimensões das seguintes quantidades, usando o sistema F-L-T:
Questão 10 
e) Massa: 
f) Taxa de Escoamento: 
Faça os exercícios de 1.17 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Considerando que todos os termos numa equação devem ter as mesmas dimensões, determine as dimensões nas constantes na seguintes equações:
Questão 11 
a)
b)
c) 
Faça os exercícios de 1.18 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Determine as unidades para cada uma das constantes nas seguintes equações, considerando todos os termos numa equação tendo as mesmas dimensões:
Questão 12 
a)
b)
c) 
Faça os exercícios de 1.19 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Defina as unidades SI da tabela 1.1 para cada um dos seguintes itens:
Questão 13 
a) Pressão: 
b) Potência:
Faça os exercícios de 1.19 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Defina as unidades SI da tabela 1.1 para cada um dos seguintes itens:
Questão 13 
c) Fluxo de Calor:
d) Energia:
Faça os exercícios de 1.19 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Defina as unidades SI da tabela 1.1 para cada um dos seguintes itens:
Questão 13 
e) Viscosidade:
f) Calor Específico:
Faça os exercícios de 1.20 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Determine as unidades de c, k e f(t) em:
 se m é dada em quilogramas, y em metros, e t, em segundos:
Questão 14 
[c] = =
[k] = =
[f] = = N 
Faça os exercícios de 1.24 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Usando a tabela de conversões no interior da capa, expresse cada um dos seguintes itens nas unidades SI da tabela 1.2 :
Questão 15 
20 cm/hr (Velocidade)
 
b) 2000 rpm (Velocidade)
 
Faça os exercícios de 1.24 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Usando a tabela de conversões no interior da capa, expresse cada um dos seguintes itens nas unidades SI da tabela 1.2 :
Questão 15 
c) 500 hp (Potência)
 500.745,701 = W
d) 1000 cm³/min (Taxa de Fluxo)
Faça os exercícios de 1.24 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Usando a tabela de conversões no interior da capa, expresse cada um dos seguintes itens nas unidades SI da tabela 1.2 :
Questão 15 
e) 2000 kN/cm² (Pressão/Tensão)
 
 
f) 300 g/min (Fluxo de Massa)
Faça os exercícios de 1.24 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Usando a tabela de conversões no interior da capa, expresse cada um dos seguintes itens nas unidades SI da tabela 1.2 :
Questão 15 
g) 500 g/l (Densidade)
h) 500 kWh (Energia)
Faça os exercícios
de 1.25 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição. 
Que força líquida é necessária para acelerar uma massa de 10kg a uma taxa de 40m/s² (ignore todo o atrito):
Horizontalmente) F= m.a F=10.40 F=400N
Verticalmente) F-W=m.a F= 400+(10.9,81) F= 498,1N
Inclinação 30° ascendente) F-Wx=m.a F= 400 +(10.9,81.sen30 °)
F=400+49,05 F=449,05N
Questão 16 
Faça os exercícios de 1.28 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Uma pressão manométrica de 52,3 kPa é lida num manômetro. Encontre a pressão absoluta com a altitude a:
Questão 17 
1atm = 101kPa 52,3 +101 = 153,3 kPa
1000m .: 52,3+89,85 = 142,2kPa
5000m .: 52,3+54,4 = 106,7kPa
10000m .: 52,3+26,49 = 78,9kPa
30000m .:52,3+1,196 = 53,5kPa
Faça os exercícios de 1.29 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Um vácuo de 31kPa é medido em uma corrente de ar ao nível do mar. Encontre a pressão absoluta em:
Questão 18 
kPa 101 – 31 = 70kPa 
 
B) mm Hg
= 526,7 mmHg
Faça os exercícios de 1.29 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Um vácuo de 31kPa é medido em uma corrente de ar ao nível do mar. Encontre a pressão absoluta em:
Questão 18 
C) mN/cm²
 .:. y = 0,69 atm
 
 
Como 1m² = 10000 cm² , então:
Faça os exercícios de 1.29 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Um vácuo de 31kPa é medido em uma corrente de ar ao nível do mar. Encontre a pressão absoluta em:
Questão 18 
D) N/mm²
1cm² = 1 000 000 mm²
0,07 N/mm²
Faça os exercícios de 1.29 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
Um vácuo de 31kPa é medido em uma corrente de ar ao nível do mar. Encontre a pressão absoluta em:
Questão 18 
E) cm Hg
1 cm = 10 mm
Faça os exercícios de 1.38 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
O peso específico de um líquido desconhecido é 12400 N/m³. Que massa do líquido é contida num volume de 500 cm³ ? Use:
Questão 19 
O valor padrão de gravidade:
Faça os exercícios de 1.38 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
O peso específico de um líquido desconhecido é 12400 N/m³. Que massa do líquido é contida num volume de 500 cm³ ? Use:
Questão 19 
b) O valor mínimo da gravidade da Terra:
Faça os exercícios de 1.38 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
O peso específico de um líquido desconhecido é 12400 N/m³. Que massa do líquido é contida num volume de 500 cm³ ? Use:
Questão 19 
‘
c) O valor máximo da gravidade da Terra:
Faça os exercícios de 1.57 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição.
A alteração no volume de um líquido com a temperatura é dada por ∆V= αT V ∆T, em que αT é o coeficiente de expansão térmica. Para a água a 40°C αT = 1/K. Qual é a alteração no volume de 1m³ de água a 40°C se ∆T= -20°C? Que alteração de pressão é necessária para fazer que o mesmo volume se altere? 
Questão 20 
∆V =3.8.10-4.20.1 = 0,076 m3.
∆ P = -B ∆V/V = -2270 – (0,076/1) = 17,25 Mpa
Faça os exercícios de 1.90 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição. 
Calcule a velocidade do som a 20°C em:
Questão 21 
Ar 
k= 1,397
c = 342,75 m/s
Faça os exercícios de 1.90 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição. 
Calcule a velocidade do som a 20°C em:
Questão 21 
b) Dióxido de Carbono 
k= 1,228
c = 321,35 m/s
Faça os exercícios de 1.90 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição. 
Calcule a velocidade do som a 20°C em:
Questão 21 
c) Nitrogênio
k= 1,4
c = 343,11 m/s
Faça os exercícios de 1.90 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição. 
Calcule a velocidade do som a 20°C em:
Questão 21 
d) Hidrogênio
k= 1,384
c = 341,15 m/s
Faça os exercícios de 1.90 do livro Mecânico dos Fluidos, de Merle C. Potter, da quarta edição. 
Calcule a velocidade do som a 20°C em:
Questão 21 
e) Vapor
k= 1,332
c = 334,68 m/s
Defina Fase, Propriedade e Sistema Simples.
Questão 22 
Fase: É uma porção homogênea de um sistema que possui a mesma propriedade física em toda sua extensão e separada por fronteiras definidas.
Propriedade: É qualquer grandeza físico-quimica que sirva para descrever um sistema.
Sistema Simples: É quando o estado é definido por apenas duas propriedades independente. Composto por uma única fase e livre de efeitos elétricos e de superfície.
Defina propriedades intensivas e extensivas, dando exemplos.
Questão 23 
Propriedade intensiva: É aquela que não depende da massa do sistema.
Exemplo: Pressão, Massa Específica e Velocidade.
Propriedade Extensiva: É aquela que depende da massa do sistema.
Exemplo: Energia cinética, volume e quantidade de movimento.
Em relação à energia, a engenharia termodinâmica não estuda:
Armazenamento;
Utilização,
Transferência;
Conversão. 
Questão 24 
Em relação à energia, a engenharia termodinâmica não estuda:
Utilização
Quais os conceitos fundamentais da Mecânica dos fluidos?
Questão 25 
Os conceitos fundamentais da mecânica dos fluidos são o fluido como meio contínuo, o campo de velocidade, os campos de tensão, a viscosidade, a tensão superficial a descrição e classificação dos movimentos de fluidos.
A unidade joule pode ser convertida em qual das opções seguintes?
Pa.m2
N.kg
Pa/m2
Pa.m3
Questão 26 
J → N.m → (N/m²).m³ → Pa.m³
Qual das opções seguintes não é uma propriedade extensiva?
	Quantidade de movimento
	Energia Cinética
	Massa específica
	Massa
Questão 27 
C) Massa específica
Como visto anteriormente, a massa específica não depende da massa do sistema.
Cite dez propriedades características dos fluídos, com suas respectivas equações e equações dimensionais.
Questão 28
Massa específica – M/L³
Peso Específico – M/L²T²
Viscosidade – M/LT
Área – L²
Pressão – M/LT²
Tensão – M/LT²
Velocidade – L/T
Aceleração – L/T²
Vazão – L³/T
Trabalho – ML²/T²
O que é uma equação de estado?
Questão 29
Relaciona as variáveis que descrevem o equilíbrio termodinâmico do sistema e o estado da matéria sob conjunto de condições físicas.
Prevê também uma relação matemática entre duas ou mais funções associadas a matéria , como: temperatura, volume, energia interna e pressão.
Qual das opções abaixo não é uma unidade do SI aceitável?
Distância medida em centímetros.
Pressão medida em newtons por metro quadrado.
Densidade medida em gramas por centímetro cúbico.
Volume medido em centímetros cúbicos.
Questão 30
Densidade medida em gramas por centímetro cúbico.
Elabore um gráfico esquemático que estabeleça as relações entre a tensão de cisalhamento e o gradiente de velocidade nos diversos estados da matéria.
Questão 31
Qual a diferença fundamental forças de atrito e viscosidade?
Questão 32
Atrito: É uma força externa que atua com resistência a um movimento que também pode existir em repouso.
Viscosidade: É uma característica interna do fluido e que causa perda de energia de transporte dos fluidos.
 O que caracteriza um processo de transferência?
Questão 33
O processo de transferência é caracterizado pela tendência que o meio tem a ficar em equilíbrio.
Não há ponto de mudança dentro do sistema .
 Do que trata à termodinâmica?
Questão 34
Trata como entender as causas e consequências das transformações nas grandezas termodinâmicas como pressão e temperatura 
As transferências de energias e quando a energia gera movimento.
 O que são transferências?
Questão 35
É o transporte de massa, quantidade de movimento e calor através de um meio.
 Enuncie as três primeiras leis da termodinâmica, com as respectivas equações.
Questão 36
Primeira Lei da Termodinâmica
A variação da energia interna ΔU de um sistema é expressa por meio da diferença entre a quantidade de calor Q trocada com o meio ambiente e o trabalho W realizado durante a transformação. 
Equação: ΔU = Q - W
 Enuncie as três primeiras leis da termodinâmica, com as respectivas equações.
Questão 36
II. Segunda lei da Termodinâmica
É impossível a construção de uma máquina que, operando em um ciclo termodinâmico, converta toda a quantidade de calor recebido em trabalho.
Este enunciado implica que, não é possível que um dispositivo térmico tenha um rendimento de 100%, ou seja, por menor que seja, sempre há uma quantidade de calor que não se transforma em trabalho efetivo.
Equação: ΔS ≥ 0
 Enuncie as três primeiras leis da termodinâmica, com as respectivas equações.
Questão 36
III. Terceira lei da Termodinâmica
Expressa que quanto mais o sistema se aproxima do zero absoluto os processos tendem a zerar e a entropia tende a um valor mínimo.
O que é a viscosidade aparente? Qual a sua unidade. 
Questão 37
Viscosidade aparente é a viscosidade medida em único ponto através de cisalhamento constante, medida em unidades de Poise ou centiPoise. É utilizada para determinar viscosidades de fluidos pseudo-plásticos.
Qual a maior dificuldade no estudo dos fluidos não newtonianos?
Questão 38
A maior dificuldade no estudo dos fluidos não newtonianos é a questão da viscosidade aparente , que podem ser função do tempo.
Classifique os fluidos não newtonianos.
Questão 39
Independem do tempo:
Plástico de Bingham; Dilatantes; Pseudo Plásticos.
Classifique os fluidos não newtonianos.
Questão 39
Dependem do tempo:
Reopéticos e Tixotrópicos
O que são fluidos reopéticos?
Questão 40
São fluidos que a viscosidade aparente aumenta quando a taxa de deformação aumenta. E volta a sua forma inicial quando essa força para de atuar sobre ele.
O Cisalhamento aumenta a frequência das colisões entre partículas, pode levar a um aumento de agregados e logo aumento na viscosidade aparente. Exemplo: Clara de ovo e maionese.
O que são fluidos visco elásticos?
Questão 41
São os fluidos que retomam parcialmente à sua forma original quando a tensão aplicada é liberada.
Defina o que é calor do ponto de vista termodinâmico.
Questão 42
É a energia térmica que transita de um corpo para outro ou dentro do mesmo. Essa diferença de temperatura tende ao equilíbrio térmico,
Cite uma diferença entre a primeira e a segunda lei da termodinâmica.
Questão 43
A primeira lei da termodinâmica estabelece a conservação de energia em qualquer transformação, a segunda lei estabelece condições para que as transformações termodinâmicas possam ocorrer.
O que se entende por energia interna? E por energia potencial? De as suas equações.
Questão 44
Energia interna é uma grandeza termodinâmica que mensura a quantidade total de energia contida dentro de um sistema termodinâmico.
Equação: U = ∑(Energias envolvidas)
O que se entende por energia interna? E por energia potencial? De as suas equações.
Questão 44
Energia potencial gravitacional é a energia gravitacional que um sistema possui em decorrência da altura z acima de um ponto de referência escolhido arbitrariamente
Equação da potencial gravitacional: 
O que se entende por energia interna? E por energia potencial? De as suas equações.
Questão 44
Energia potencial elástica corresponde ao trabalho que a força Elástica realiza.
Equação da potencial elástica: 
A lei de conservação de massa é sempre válida? Quais são as limitações?
Questão 45
A lei de conservação de massa nem sempre é válida. 
Sua comprovação deve ser feita em um sistema fechado para não haver perdas por liberação ou absorção da massa produzida pela reação.
Em processos aonde a matéria é transformada em energia verificamos que a massa inicial não é igual à massa final (Relatividade de Einstein: a massa pode se transformar em energia), o que neste caso faz com que a lei de conservação de massa não seja válida.
O que vem a ser condição de não escorregamento? 
Questão 46
A condição de não escorregamento é uma condição física, onde um fluido em contato com uma superfície sólida possui velocidade nula em relação à superfície. Em outras palavras, a velocidade do fluido em contato com um contorno sólido é a mesma do contorno
Defina sistema, vizinhança e sistema isolado do ponto de vista termodinâmico. De exemplos com figuras.
Questão 47
I. Sistema é região do espaço ou quantidade fixa de matéria que desejamos estudar.
Defina sistema, vizinhança e sistema isolado do ponto de vista termodinâmico. De exemplos com figuras.
Questão 47
II. Vizinhança é toda a matéria e espaço externo ao sistema.
Defina sistema, vizinhança e sistema isolado do ponto de vista termodinâmico. De exemplos com figuras.
Questão 47
III. Sistema isolado é o sistema fechado onde nem o calor nem o trabalho podem atravessar a fronteira sólida do sistema.
Defina sistema, vizinhança e sistema isolado do ponto de vista termodinâmico. De exemplos com figuras.
Questão 47
O que vem a ser a teoria do Continuo?
Questão 48
Teoria do Contínuo é teoria que substitui a estrutura molecular real por um meio contínuo hipotético chamado de o contínuo, admitindo portanto que não existe espaço intermolecular.
Como consequência, admite-se que cada propriedade do fluido apresente um valor definido em cada ponto do espaço.
Defina densidade e Massa especifica.
Questão 49
Densidade
	Relação entre a massa específica de um fluido e a massa específica de uma substância tomada como padrão.
II.	Massa Específica
Massa específica é a razão entre a massa de uma substância e o volume por ela ocupado.
Defina e explique a Cavitação e quando ocorre.
Questão 50
Cavitação é a formação e colapso repentino de bolhas de vapor ou gás que se dá na formação de vapor de um líquido pela redução da pressão. Isto ocorre, por exemplo, em pontos no interior de bombas onde a pressão desce abaixo da pressão do vapor do líquido bombeado.
Bibliografia
Mecânica dos Fluidos, Merle C. Potter e David C. Wiggert 4ªEd.
Lâminas das aulas de Fenômenos de Transporte do Prof. Dr. Sady Castor Sobrinho