Fenômenos de Transporte - ATIVIDADE 4

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GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128202 - 202020.ead-11308.01 Unidade 4
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Curso GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128202 - 202020.ead-11308.01
Teste ATIVIDADE 4 (A4)
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Pergunta 1
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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 venti lador 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:
I, III e IV, apenas.
I, III e IV, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois processos envolvendo
convecção forçada têm equipamentos envolvidos, como venti ladores 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.
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Pergunta 2
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Um túnel aerodinâmico está esquematizado conforme a figura a seguir. Ele foi projetado para
que, na seção A, a veia l ivre de seção quadrada de 0,2 m de cada lado tenha uma velocidade
média de 60 m/s. A perda de carga entre a seção A e 0 é de 100 m e entre a seção 1 e A é de
100 m.
Fonte: Brunetti (2008, p. 111).
Sabendo que = 12,7 N/m 3 , a diferença de pressão entre as seções 1 e 0, dada por p 1 - p
0 , assinale a alternativa que apresenta o valor do intervalo para essa diferença de pressão.
1.001 e 2.000 Pa.
2.001 e 3.000 Pa.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois, para obtermos a
diferença de pressão entre os pontos 1 e 0, precisamos, primeiramente, calcular
a pressão no ponto 0, que será obtida por meio da fórmula + + z A
= + + z 0
+ H pA,0. Logo, = - H pA,0
(equação 1). Temos que a vazão será dada por Q = v A
A A = 30 x 0,2 x 0,2 = 1,2 m 3/s. Agora, calcularemos v 0
= = = 7,5 m/s. Substituindo esses valores na equação (1), temos que 
= - 100 = - 57,0 m. Agora, temos que p 0 = x (-57,0) = 12,7 x (-57) = -
723,9 Pa. Nesse sentido, faremos o mesmo com o ponto 1, em que temos +
+ z 1
= + + z A
+ H p1,A. Logo, = - H p1,A. Portanto: = + 100 = 143 m.
Então, temos que p 1 = x (143) =12,7 x 143 = 1.816,10 Pa. Dessa forma, a
diferença entre as seções 1 e 0, dada por p 1 - p 0 será igual a p 1 - p 0 =
1.816,10 - (- 723,9) = 2.540 Pa.
Pergunta 3 1 em 1 pontos
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Leia o excerto a seguir.
“O poder do uso da análise dimensional e da similaridade para suplementar a análise
experimental pode ser i lustrado 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 Hil l 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 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.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa
correta da I.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa
correta da I.
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 4
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:
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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.
V, V, F, F.
V, V, F, F.
Resposta correta. A alternativa está correta. Realmente, as maiores
condutividades térmicas são apresentadas pelo zinco e prata, que estão
classificados no grupo dos metais puros. Enquanto a condutividade térmica do
hidrogênio é de 0,1 W/m.K, a do dióxido de carbono é de 0,01 W/m.K, ou seja,
ela é 10 vezes maior. A condutividade térmica do mercúrio é quase 10 vezes
maior do que a água. Já os sólidos não metálicos apresentam uma
condutividade térmica quase 100 vezes maior do que os gases.
Pergunta 5
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.
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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:
101 e 200 km/h.
101 e 200 km/h.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois existe somente uma função 
 independente, ou seja, a equação da similaridade será válida se = ,
em que devemos uti l izar 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 6
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 arduamente estudados em laboratório.
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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 faci l i ta a análise dos escoamentos
uti l izando a teoria da semelhança.
III. Os modelos distorcidos podem ser uti l izados no estudo desses tipos de escoamento.
IV. Esses modelos não podem ser uti l izados no estudo das forças exercidas sobre prédios.
Está correto o que se afirma em:
I, II e III, apenas.
I, II e III, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a teoria da semelhança,
realmente, surgiu devido à dificuldade de equacionamento de alguns
escoamentos. Muitos deles exigiam a solução de integrais triplas e o cálculo do
volume para superfícies totalmente irregulares. Uma das vantagens da uti l ização
dessa teoria consiste nos números adimensionais, como os que obtemos quando
usamos escalas geométricas ou relações entre as viscosidades do modelo e do
objeto que queremos construir. Justamente devido à dificuldade de se obter uma
relação de semelhança entre todas as grandezas estudadas, podemos usar os
modelos distorcidos. A teoria da semelhança, entretanto, também é empregada
para estudar o efeito dos ventos sobre prédios ou de outras grandezas,
exatamente da mesma forma que estudamos os escoamentos líquidos.
Pergunta 7
O problema da falta de acesso de água potável foi estudado por vários pesquisadores. Nesse
contexto, um projeto vem se destacando por l impar a água de cisternas somente com a
uti l ização da luz solar. As cisternas captam a água da chuva por meio de tubulações que
uti l izam 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 l impeza 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, el iminando 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.
1 em 1 pontos
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I. Esse processo funciona devido à luz solar que pode ser uti l izada 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.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa
correta da I.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa
correta da I.
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 justi fica a
I, pois a luz solar aquece a água, purificando-a devido à intensa radiação solar
presente na região semiárida.
Pergunta 8
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.
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).
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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.
V, V, F, F.
V, V, F, F.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o índice de radiação dos raios
gama varia entre 10 -5
e 10 -4 m, ou seja, é o menor espectro de radiação. O índice de radiação
infravermelha é da ordem de 1 a 10 2
m, enquanto o da radiação ultravioleta é de 10 -2 a 10 -1
m, ou seja, o espectro de radiação infravermelha é maior do que o da
radiação ultravioleta. Quem possui o maior espectro de radiação é o micro-
ondas. A ordem da luz visível do maior espectro para o menor é: vermelho,
amarelo, verde, azul e violeta.
Pergunta 9
A figura a seguir i lustra 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 l imite e dessa i lustração, 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 l imite 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
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Terça-feira, 22 de Setembro de 2020 18h37min50s BRT
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muito alto.
III. ( ) Essa i lustração compara a equação de Euler e a equação de Navier-Stokes a duas
montanhas.
IV. ( ) A teoria da camada l imite é comparada a uma ponte que diminui o espaço entre as duas
equações citadas.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
V, V, V, V.
V, V, V, V.
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 i lustração evidencia as
equações de Euler e de Navier-Stokes representadas por duas montanhas e a
teoria da camada l imite como uma ponte encurtando a distância entre essas
montanhas ou, até mesmo, como sendo um caminho de aproximação entre elas.
Pergunta 10
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Leia o excertoa seguir.
“Os escoamentos em canais, rios, vertedouros e aqueles em torno de cascos de navios são bons
exemplos de escoamentos em uma superfície l ivre. As forças gravitacional e de inércia são
importantes nessa classe de problemas. Assim, o número de Froude se torna um parâmetro
importante de semelhança”.
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos . São
Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 379.
A respeito dos escoamentos em superfícies l ivre, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
I. ( ) As variáveis geométricas são importantes nesse tipo de escoamento.
II. ( ) O número de Reynolds é importante nesse tipo de escoamento.
III. ( ) O modelo e o protótipo operam no mesmo campo gravitacional.
IV. ( ) A escala de velocidade é o quadrado da escala de comprimento nesse tipo de estudo.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
F, F, F, F.
V, V, V, F.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois as variáveis
geométricas são importantes em todos os tipos de escoamento, assim como o
número de Reynolds. O modelo e o protótipo apresentam o mesmo campo
gravitacional, logo, podemos desprezar esse fator. Já a escala de velocidade é
determinada pela raiz quadrada da escala do comprimento.
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