Atividade 2 Fenomenos de Transporte

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Pergunta 1
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resposta:
Um tubo possuindo 12 cm de diâmetro teve sua vazão medida e apresentou uma leitura da vazão de
0,06 m3 /s. O diâmetro do tubo sofre um estrangulamento e é reduzido para um novo valor igual a 4,8
cm. Gostaríamos de estudar a velocidade de escoamento ao longo dessa tubulação. Considerando um
perfil de velocidade uniforme, a velocidade máxima da água que atravessa este tubo é um número
entre:
Entre 31 e 40 m/s.
Entre 31 e 40 m/s.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a velocidade máxima no tubo
acontecerá no ponto onde o diâmetro é menor, ou no estrangulamento. Como o perfil de
velocidade é uniforme, podemos considerar que as vazões nas seções com e sem
estrangulamento serão iguais a 0,06 m 3/s. Na seção de 4,8 cm de diâmetro, temos: Q =
v 1 x A 1. Como temos a vazão e a área podemos calcular a velocidade. Logo 0,06 = x 
v 1 
e v 1 = 33,16 m/s.
Pergunta 2
Leia o excerto a seguir:
“Depois do comprimento de entrada, ou seja, no escoamento estabelecido, o perfil de velocidade fica
invariante ao longo de um duto de seção constante, e a forma da distribuição real de velocidade
depende de o regime ser laminar ou turbulento. Para um escoamento laminar num duto de seção
transversal circular, a distribuição (perfil) de velocidade numa seção é parabólica”. 
 
LIVI, C. P. Fundamentos de fenômenos de transporte : um texto para cursos básicos. 2. ed. [S.l.]:
LTC, 2017. p. 71-72.
 
Assuma-se o diagrama de velocidades indicado na figura a seguir, em que a parábola tem seu vértice
a 20 cm do fundo. 
 
Fonte: Adaptada de Brunetti (2008, p. 15).
 
BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos . 2. ed. revisada. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008.
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A respeito do perfil de velocidade abordado na figura apresentada, analise as afirmativas a seguir e
assinaleV para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O escoamento é turbulento. 
II. ( ) Na superfície a velocidade é máxima e vale 2,5 m/s. 
III. ( ) A uma profundidade de 20 cm a velocidade é igual a zero. 
IV. ( ) O perfil de velocidade parabólico é dado por uma equação onde v = a.y 2 + b.y + c. Sendo que c
= 0.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
F, V, V, V.
F, V, V, V.
Resposta correta. A sequência está correta. O perfil parabólico é válido para
escoamentos laminares e não turbulentos. Na superfície o fluido apresenta velocidade
máxima igual a 2,5 m/s e no fundo, a 20 cm de profundidade, sua velocidade é igual a
zero. Nesta altura y = 0, como v = a.y 2 + b.y + c, para y = 0 temos v = 0 = c, o que
resulta em c = 0 m/s.
Pergunta 3
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resposta:
Um manômetro conecta uma tubulação de óleo a uma tubulação de água conforme é mostrado na
figura a seguir: 
 
Fonte: Elaborada pela autora.
 
Sendo S óleo 
= 0,86 e S Hg = 13,6 (S é a gravidade específica dada pela relação entre a massa específica de uma
substância e a massa específica da água, por isso é adimensional) e água 
= 9.800 N/m 3 .
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que apresente a diferença de pressão dos valores entre as
tubulações de água e óleo:
Entre 0 e 20 kPa.
Entre 0 e 20 kPa.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a pressão no ponto 3 é igual à pressão
no ponto 2, ou seja, p 2 = p 3. A pressão p 2 é dada por p água + γ água x 0,04. A
pressão em p 3 é dada por p 3 = p 4 
+ γ Hg x 0,08, sendo que todas as alturas foram passadas de cm para m. A pressão no
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ponto 4 é igual àquela aplicada no ponto 5, pois o peso específico do ar pode ser
ignorado em comparação com o do óleo. Logo: p 4 = p 5 
= p óleo - γ óleo x 0,06. Igualando estes valores temos que p água – p óleo 
= - γ água x 0,04 + γ Hg x 0,08 - γ óleo x 0,06 = - 9.800 x 0,04 + (13,6 x 9.800) x 0,08 –
(0,86 x 9.800) x 0,06 = - 392 + 10.662,4 - 505,68 = 9.764,72 Pa = 9,7 kPa.
Pergunta 4
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resposta:
Leia o excerto a seguir:
“Muitos sistemas fluidos foram projetados para transportar um fluido de um local para outro a uma
vazão, velocidade e diferença de elevação especificadas, e o sistema pode gerar trabalho mecânico
em uma turbina, ou pode consumir trabalho mecânico em uma bomba durante esse processo”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos : fundamentos e aplicações. Tradução de Roque,
K. A e Fecchio, M. M. São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 156.
 
Considerando o excerto apresentado, sobre a energia mecânica, analise as afirmativas a seguir:
 
I. Uma turbina hidráulica transforma energia mecânica em energia elétrica, através da energia
potencial de uma queda d’água. 
II. Uma bomba transfere a energia mecânica para um fluido elevando sua pressão. 
III. Um ventilador produz uma sensação agradável utilizando a energia cinética do ar. 
IV. A energia mecânica de um fluido varia durante um escoamento mesmo se sua pressão, velocidade
e elevação permanecerem constantes.
 
Está correto o que se afirma em:
I, II e III, apenas.
I, II e III, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois uma usina hidrelétrica gera energia
através da transformação da energia potencial da queda d’água em energia elétrica. Uma
bomba transfere energia para o fluido aumentando sua velocidade, ou vazão, através da
injeção de pressão na tubulação. O ventilador aumenta a velocidade do vento, ou sua
energia cinética, produzindo uma sensação de frescor. Entretanto a energia mecânica de
um fluido permanece constante se sua pressão, velocidade e elevação permanecerem
constantes.
Pergunta 5
Uma mangueira utilizada em um jardim tem 10 cm de diâmetro, e é mantida a uma pressão de 1600
kPa, para fornecer água a partir de um tanque com a finalidade de apagar um incêndio. Um bocal na
ponta da mangueira reduz o diâmetro para 2,5 cm para aumentar a velocidade de saída do jato, assim
temos que V 2 é maior do que V 1 
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Fonte: Elaborada pela autora.
 
Neste sentido, assinale a alternativa correta, considerando que as perdas sejam nulas e = 1.000
kg/m 3 , a velocidade que a água é expelida pelo bocal é um número entre:
41 e 60 m/s.
41 e 60 m/s.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois pela equação da continuidade temos
que: A 2V 2 = A 1 V 1. A área da mangueira é dada por . Logo V 2 
= V 1. Logo V 2 = 16 V 1. A equação de energia exige que + + g z 2 
= + + g z 1. Pela figura do bocal podemos constatar que p 2 = 0 e z 1 
e z 2 também são iguais a 0, a equação fica = + . Agora, vamos substituir V 2 =
16 V 1, e teremos a seguinte equação 162 = + . O que resulta em V 1 = 3,54
m/s e V 2 = 56,68 m/s.
Pergunta 6
Leia o excerto a seguir:
“O tubo de Pitot, mostrado na figura abaixo, é um instrumento simples utilizado para medir a
velocidade de escoamentos. Mas para que a medição seja precisa é necessário que se tomem alguns
cuidados, um deles deve ser que o tubo deve ter um furo bem usinado e sem presença de
imperfeições”.
 
MUNSON, B. Fundamentos de mecânica dos fluidos : volume único. São Paulo: Edgard Blucher,
2004. p. 105.
 
Considerando o excerto apresentado, sobre o tubo de Pitot, analise as afirmativas a seguir:
 
I. Se o tubo tiver imperfeições o valor medido pode ser maior ou menor que a velocidade real. 
II. Para medições de velocidade o tubo pode estar desalinhado horizontalmente. 
III. Um tubo de Pitot com três furos conectado a transdutores de pressão é uma das melhores maneira
de se reduzir os erros de medição. 
IV. O conhecimento dos valores da energia cinética e de potencial nos permite calcular a velocidade.
 
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resposta:Fonte: Munson (2004, p. 105).
 
MUNSON, B. Fundamentos de Mecânica dos Fluidos : volume único. São Paulo: Edgard Blucher,
2004.
 
Está correto o que se afirma em:
I, III e IV, apenas. 
 
I, III e IV, apenas.
 
Resposta correta. A alternativa está correta, o tubo de Pitot com imperfeições produz
uma leitura falsa, diferente da verdadeira. O tubo deve estar alinhado para obtermos uma
medida precisa, ângulos maiores que 20º provocam erros consideráveis na leitura. O
dispositivo de três furos é um dos mais utilizados pela facilidade de se alinhar o furo
horizontalmente. O conhecimento da pressão, da energia de potencial e cinética nos
permite calcular a velocidade.
Pergunta 7
Resposta
Selecionada:
Leia o trecho a seguir: 
“O fluxo de massa em uma seção é a massa do fluido que escoa através da seção por unidade de
tempo. Logo, o transporte de massa é decorrente do campo de velocidade de escoamento. As
distribuições (perfis) reais de velocidade numa seção geralmente não são uniformes, pois os fluidos
viscosos apresentam a propriedade de aderência às superfícies sólidas com as quais estão em
contato”.
 
LIVI, C. P. Fundamentos de fenômenos de transporte : um texto para cursos básicos. 2. ed. [S.l.]:
LTC, 2017. p. 71-72.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. O princípio do perfil de velocidade pode ser usado para explicar o funcionamento do óleo lubrificante
nas paredes da tubulação do motor de um automóvel.
Pois:
II. Por ser um fluido viscoso o óleo lubrificante adere às paredes do motor fazendo com que o
combustível tenha um fluxo mais uniforme.
 
A seguir, assinale a alternativa correta:
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa
correta da I.
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resposta:
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, devido ao fato do óleo lubrificante ter a
propriedade de aderir à parede da tubulação do motor. A asserção II também é
verdadeira e justifica a I, pois quando o óleo adere à parede do motor ele faz com que o
combustível possa circular mais suavemente do que se tivesse que entrar com a parede
sem o óleo, muitas vezes podendo entrar em contato com superfícies irregulares devido
à corrosão do motor.
Pergunta 8
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Leia o excerto a seguir:
“Se abrirmos uma torneira (que não tenha dispositivo de aeração ou outra derivação) com uma vazão
muito pequena, a água escoa suavemente – quase “vitrificada”. Se aumentarmos a vazão, a água sai
de forma agitada, caótica. Esses são exemplos de como um escoamento viscoso pode ser laminar ou
turbulento, respectivamente”.
 
FOX, R. W. et al . Introdução à mecânica dos fluidos . Tradução e Revisão Técnica de: Koury R.
N [2] . 8. ed. [S.l.]: LTC, 2010. p. 66.
 
A respeito do escoamento de fluidos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s)
Verdadeira(s) e Fpara a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O escoamento com baixo número de Reynolds será laminar. 
II. ( ) Um escoamento com alto número de Reynolds será turbulento 
III. ( ) Escoamentos com número de Reynolds entre 2.000 < Re < 2.400 não podem ter suas
características de escoamento definidas. 
IV. ( ) A característica se um escoamento é laminar ou turbulento é definida pelo número de Reynolds.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
V, V, F, V.
V, V, F, V.
Resposta correta. A sequência está correta. Escoamentos com números de Reynolds
baixos, menores do que 2.000 são definidos como laminares. Já escoamentos com altos
números de Reynolds, maiores do que 2.400 são escoamentos turbulentos. Entretanto,
escoamentos com números de Reynolds que variam entre 2.000 < Re < 2.400 são
definidos como escoamentos de transição. Quem define se um escoamento é laminar ou
turbulento é o número de Reynolds calculado para esse escoamento.
Pergunta 9
Resposta
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Resposta Correta:
A pressão real em determinada posição é chamada de pressão absoluta, e é medida com relação ao
vácuo absoluto (ou seja, a pressão absoluta zero). A maioria dos dispositivos de pressão, porém, é
calibrada para ler o zero na atmosfera, e assim, o dispositivo indica a diferença entre a pressão
absoluta e a pressão atmosférica local, que é chamada de pressão manométrica.
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos : fundamentos e aplicações. Tradução de Roque,
K. A e Fecchio, M. M [1] . São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 57.
A partir do apresentado sobre pressão e medidores de pressão, analise as asserções a seguir e a
relação proposta entre elas. 
 
I. O medidor utilizado para medir a pressão do ar de um pneu assim como outros medidores indica a
pressão manométrica.
Porque
II. O medidor está medindo a pressão do pneu em relação à pressão atmosférica e não em relação ao
vácuo absoluto.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa
correta da I.
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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, pois o medidor de pressão que utilizamos
para medir a pressão de um pneu de um carro indica a pressão manométrica. A asserção
II também é verdadeira e justifica a I, pois a pressão do pneu é medida em relação à
pressão atmosférica e não em relação ao vácuo absoluto. Para medirmos uma pressão
em relação ao vácuo absoluto precisamos ter um máquina de sucção do ar para nos
fornecer o vácuo absoluto.
Pergunta 10
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Um medidor de vácuo conectado a uma câmara exibe a leitura de 11,6 psi no seu mostrador em um
local onde a pressão atmosférica foi medida com um manômetro e a leitura informada foi igual a 29
psi. Com esses dados é possível obtermos a pressão absoluta nessa câmara. Nesse sentido, assinale
a alternativa que indique a pressão absoluta na câmara:
Entre 16 e 20 psi.
Entre 16 e 20 psi.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a Pressão absoluta é dada pela
Pressão atmosférica - Pressão do vácuo, ou seja, devemos subtrair da pressão
atmosférica o valor da pressão do vácuo dada para encontrarmos a pressão absoluta
solicitada. Esse exercício é resolvido com uma simples subtração. Resolução: A Pressão
absoluta é dada pela Pressão atmosférica - Pressão do vácuo, o que é igual a P abs = 29
- 11,6 = 17,4 psi.
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