Ativ 4 fenomeno dos transportes

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• Pergunta 1 
1 em 1 pontos 
 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 -5 
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? 
 
Resposta Selecionada: 
Turbulento, devido a um alto número de Reynolds. 
Resposta Correta: 
Turbulento, devido a um alto número de Reynolds. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, primeiramente, 
adequamos as unidades. Logo, a velocidade de 10 km/h será 
igual a uma velocidade de = 2,78 m/s. Agora, calcularemos o 
número de Reynolds, que será dado por Re = = = 
987.917,56. Dessa forma, o escoamento será turbulento na 
camada limite. 
 
 
• Pergunta 2 
1 em 1 pontos 
 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: 
 
Resposta Selecionada: 
I, III e IV, apenas. 
Resposta Correta: 
I, III e IV, apenas. 
Feedback 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois processos 
envolvendo convecção forçada têm equipamentos envolvidos, 
como ventiladores e bombas. O fogo faz com que a convecção 
seja forçada. Assim, se a água se aquecesse, devido a uma 
temperatura ambiente, o processo seria natural. Os ventos são 
 
exemplos de convecção natural, assim como a formação da neve 
em função de baixas temperaturas. 
 
• Pergunta 3 
1 em 1 pontos 
 Considere um escoamento que, antes, era utilizado com água a uma temperatura de 20ºC 
para escoar benzeno. A tubulação é horizontal, cilíndrica, de seção circular com o seguinte 
diâmetro: D = 150 mm. A água, nessa tubulação, escoava a uma velocidade de 3,2 m/s. 
Entre duas seções distantes uma da outra, equivalente a 20 m, a perda de pressão, quando 
o fluido era água, correspondia a 40 kPa. O benzeno será escoado a uma mesma 
temperatura a partir do mesmo conduto. Assim, objetiva-se ter a mesma perda de pressão 
entre as seções. Dados: = 9,8 x 10 -4 N.s/m 2 , = 6,4 x 10 -4 N.s/m 2 , ambos a 
20ºC. Acerca do exposto, a velocidade de escoamento do benzeno será um número entre: 
 
Resposta Selecionada: 
4,1 e 5 m/s. 
 
 
 
 
 
 
 
Resposta Correta: 
4,1 e 5 m/s. 
 
 
 
 
 
 
 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o problema em 
pauta pode ser resolvido utilizando a teoria da semelhança. 
Como a tubulação será a mesma, a escala que devemos utilizar é 
1 : 1. A relação entre a viscosidade do benzeno e da água será 
dada por = = 0,65. Para mantermos a mesma pressão 
de 40 kPa, temos que a velocidade deverá ser reduzida para 
V benzeno = x V água 
= 1,54 x 3,2 = 4,93 m/s. 
 
 
• Pergunta 4 
1 em 1 pontos 
 É preciso prever o arrasto aerodinâmico de um automóvel esportivo. Essa previsão deve ser 
feita a 50 km/h com temperatura de 25ºC. Assim, engenheiros automotivos desenvolveram 
um túnel de vento para testar um protótipo modelado em uma escala 1 : 4, conforme a figura 
a seguir. Esse túnel de vento está localizado em um prédio sem aquecimento. A 
temperatura do ar nesse túnel é de 5ºC. 
 
 
 
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 240). 
 
 
Sabe-se que o modelo é geometricamente similar ao protótipo. Além disso, é similar ao ar 
em relação à pressão atmosférica e a temperatura é igual a 25 ºC. Com isso, temos = 
1,1849 kg/m 3 e = 1,89 x 10 -5 kg/m.s. Equivalentemente, temos uma temperatura T = 
5 ºC, = 1,269 kg/m 3 e = 1,754 x 10 -5 kg/m.s. Nesse sentido, a velocidade do 
vento que os engenheiros devem colocar no túnel para atingir a similaridade entre o modelo 
e o protótipo deverá ser um número entre: 
Resposta Selecionada: 
101 e 200 km/h. 
Resposta Correta: 
101 e 200 km/h. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois existe somente 
uma função independente, ou seja, a equação da 
similaridade será válida se = , em que devemos utilizar 
o número de Reynolds para obtermos a similaridade. Então, 
temos que = Re m 
= = = Re p 
= . Assim, podemos resolver essa equação isolando a 
velocidade desconhecida no túnel de vento para os testes do 
modelo, V m. Desse modo, a equação será igual a V m = 
V p = 50 x x x 4 = 177,02 km/h. 
 
 
• Pergunta 5 
1 em 1 pontos 
 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. 
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. 
Resposta Selecionada: 
V, V, V, V. 
Resposta Correta: 
V, V, V, V. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta. A figura faz uma 
analogia entre a distância existente entre as equações de Euler e 
de Navier-Stokes, que foram encurtadas, como se fosse 
construída uma ponte entre essas montanhas. Um alto número 
de Reynolds mostra que um escoamento é turbulento, ou seja, as 
forças viscosas resultantes podem ser desprezadas quando 
comparadas com as forças de inércia e de pressão. Nesse 
sentido, enfatiza-se que a ilustração evidencia as equações de 
Euler e de Navier-Stokes representadas por duas montanhas e a 
teoria da camada limite como uma ponte encurtando a distância 
entre essas montanhas ou, até mesmo, como sendo um caminho 
de aproximação entre elas. 
 
 
• Pergunta 6 
1 em 1 pontos 
 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. 
 
I. Pode-se testar um modelode 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. 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
Resposta Correta: 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, já que a água que 
escoa sobre o protótipo tem as mesmas propriedades 
adimensionais do ar, fluido da vida real do automóvel ou do 
avião. A asserção II também é uma proposição verdadeira e 
justifica a I, pois a velocidade do modelo e a do protótipo podem 
ser obtidas pela teoria da semelhança. Esse princípio também é 
válido para o modelo inverso, ou seja, podemos testar o protótipo 
de um submarino em um túnel de vento. 
 
• Pergunta 7 
1 em 1 pontos 
 O problema da falta de acesso de água potável foi estudado por vários pesquisadores. 
Nesse contexto, um projeto vem se destacando por limpar a água de cisternas somente com 
a utilização da luz solar. As cisternas captam a água da chuva por meio de tubulações que 
utilizam telhados e calhas e, ao tomarem contato com esses elementos, verifica-se que a 
água limpa da chuva se contamina com os resíduos de poluição presentes nessas 
edificações. O processo para limpeza da água da cisterna consiste em expor à intensa luz 
solar, por meio de um recipiente de alumínio, a água captada pela cisterna. Como o 
semiárido nordestino apresenta um intenso índice de radiação solar, essa radiação purifica a 
água, eliminando a sujeira que poderia ter. 
 
Referente ao exposto, sobre o uso da luz solar para purificar a água, analise as asserções a 
seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Esse processo funciona devido à luz solar que pode ser utilizada para purificar a água. 
Pois: 
II. Quando expomos essa água à luz solar, ela se aquece devido à radiação emitida pelo sol. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta. 
 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
Resposta Correta: 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, já que o processo de 
purificação da água realmente funciona, visto que há 
pesquisadores que já conquistaram vários prêmios. A asserção II 
também é uma proposição verdadeira e justifica a I, pois a luz 
solar aquece a água, purificando-a devido à intensa radiação 
solar presente na região semiárida. 
 
 
• Pergunta 8 
1 em 1 pontos 
 Supõe-se curar (endurecer) o revestimento de uma obturação feita em um dente por meio 
da exposição dessa placa a uma lâmpada de infravermelho que fornece uma irradiação de 
2.000 W/m 2 . Tal placa absorve 80% da irradiação proveniente da lâmpada e possui uma 
emissividade de 0,50. A temperatura da vizinhança é de 30 ºC e a tensão superficial é dada 
por = 5,67 x 10 -8 W/m 2 . Sabe-se que não há transferência de calor na parte 
 
posterior da placa e o revestimento, ou seja, nesse caso, a convecção não estará presente. 
Diante do exposto, a temperatura da placa revestida é um número entre: 
Resposta Selecionada: 
201 e 300ºC. 
Resposta Correta: 
201 e 300ºC. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a temperatura 
do revestimento da placa pode ser determinada ao colocarmos 
uma superfície de controle em torno da superfície exposta, ou 
seja, = E entrada - E saída = 0. A entrada de energia é devido à 
absorção da irradiação da lâmpada e à transferência líquida por 
radiação para a vizinhança, logo, E entrada = 80% de 2.000 W/m 2 = 
1.600 W/m 2. Essa energia deve ser igual a ( ). 
Logo 1.600 = 0,5 x 5,67 x 10 -8 ( ). Dessa forma, temos que 
564 x 10 8 = . Logo T s 
= 504,67 K ou 231,67 ºC. 
 
 
• Pergunta 9 
1 em 1 pontos 
 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”. 
 
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. 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
Resposta Correta: 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
 
Feedback 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, visto que os modelos 
distorcidos são bastante utilizados no estudo de escoamentos. A 
asserção II também é uma proposição verdadeira e justifica a I, 
pois, por meio do estudo de um escoamento distorcido, podemos 
obter dados para projetar o escoamento real. Podemos, ainda, ter 
números de Reynolds e de Froude em escalas, assim como 
acontece com as escalas geométricas. Esses números são 
usados para simular situações extremas, como terremotos e 
furacões. 
 
• Pergunta 10 
1 em 1 pontos 
 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. 
 
Resposta Selecionada: 
V, V, V, F. 
Resposta Correta: 
V, V, V, F. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta. Existem três tipos 
de transferência de calor: a condução, que ocorre em fluidos 
estacionários; a convecção, que ocorre em fluidos em movimento; 
e a radiação, que é a emissão de calor na forma de ondas 
eletromagnéticas. Essa forma de transferência de calor não exige 
um meio fluido. Já a sublimação é uma mudança de estado e não 
uma forma de transferência de calor.