ATIVIDADE 02 FENÔMENO DE TRANPORTE

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Pergunta 1
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Leia o excerto a seguir:
“A pressão é definida como uma força normal exercida por um fluido por unidade de área. Só falamos de pressão quando lidamos com um gás ou um líquido.
Os dispositivos que medem a pressão absoluta são chamados de barômetros e os manômetros são os dispositivos que usamos para medir as pressões
relativas”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos : fundamentos e aplicações. Tradução de: ROQUE, K. A; FECCHIO, M. M. São Paulo: Mc Graw Hill,
2007. p. 57.
 
Considerando o excerto apresentado, sobre os instrumentos de medição de pressão, analise as afirmativas a seguir:
 
I. O medidor utilizado para medir a pressão do ar de um pneu de automóvel lê a pressão manométrica. 
II. Um medidor a vácuo lê a pressão absoluta. 
III. Uma pressão negativa é também referida como pressão relativa. 
IV. A medição da pressão atmosférica é feita com o barômetro de níquel.
 
Está correto o que se afirma em:
I e II, apenas.
I e II, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o medidor do posto de combustível ou do borracheiro aponta a pressão manométrica. O medidor
a vácuo nos informa a pressão absoluta. Entretanto, quando uma medida de pressão é negativa ela é chamada pressão a vácuo e não relativa
assim como medição da pressão atmosférica é feita com o barômetro de mercúrio.
Pergunta 2
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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.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
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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 3
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Leia o excerto a seguir:
“O princípio da conservação de massa para um volume de controle pode ser expresso como: a transferência total de massa para dentro ou para fora de um
volume de controle durante um intervalo de tempo t que é igual à variação total (aumento ou diminuição) da massa total dentro do volume de controle
durante t”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos : fundamentos e aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 151.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Esse princípio pode ser usado para explicar o funcionamento de um compressor de ar, devido ao fato de que a quantidade de massa que entra no
compressor é a mesma quantidade de ar que sai do equipamento.
Pois:
II. As velocidades de entrada e saída de ar diferentes são compensadas pela área de entrada e saída de ar.
 
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, devido ao princípio da conservação de massa pelo qual, se entrar 1 kg de ar no compressor de um
lado, deverá sair 1 kg de ar do outro. A asserção II também é verdadeira e justifica a I, pois se a velocidade de entrada for maior que a de saída,
essa variação será compensada pela vazão que será menor na entrada que na saída.
Pergunta 4
Leia o excerto a seguir:
“Escoamentos normalmente são fenômenos tridimensionais, transitórios e complexos. Entretanto, em muitos casos, é normal utilizarmos hipóteses
simplificadoras para que seja possível analisar o problema sem sacrificar muito a precisão dos resultados da análise. Uma destas hipóteses é a de considerar o
escoamento real como unidimensional ou bidimensional”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos . Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus Zerbini.
São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 148.
 
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A respeito dos escoamentos uni, bi e tridimensionais, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O escoamento de ar em torno de uma asa de avião é um exemplo de escoamento tridimensional. 
II. ( ) Um campo de escoamento uniforme é um escoamento unidirecional. 
III. ( ) Um escoamento que pode ser representado por linhas de corrente é bidirecional. 
IV. ( ) Um escoamento é unidimensional em uma tubulação com diâmetro variável. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
V, V, V, V.
V, V, V, V.
Resposta correta. A sequência está correta. O escoamento de ar em torno das asas de um avião não pode ser simplificado, ou seja, seu cálculo
é tridimensional. Campos de escoamento uniforme são representados unidirecionalmente. As linhas de corrente variam na direção x e y, fazendo
com que o escoamento seja bidirecional. A equação da continuidade garante que o escoamento possa ser considerado unidirecional dentro de
uma tubulação com diâmetro variável.
Pergunta 5
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Leia o excerto a seguir: 
“Nos escoamentos com regime permanente, a velocidade num dado ponto não varia com o tempo. Nos escoamentos transitórios, o campo da velocidade varia
com o tempo. Alguns escoamentos podem ser transitórios num dado instante e permanente em outros, dependendo da situação”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da mecânica dos fluidos . Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus Zerbini.
São Paulo. Edgard Blucher, 2004. p. 149.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Um exemplo de escoamento periódico transitório é aquele produzido no fechamento de uma torneira. 
Pois:
II. Esse tipo de ação interrompe subitamente o escoamento, mas ele sempre pode ser previsto, para evitarmos que entre ar na tubulação.
 
A seguir, assinale a alternativa correta:
As asserções I e II são proposições falsas.
As asserções I e II são proposições falsas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição falsa, devido ao fato que o fechamento de uma torneira é um escoamento não periódico, nunca sabemos quando
vamos abrir ou fechar uma torneira. A asserção II também é falsa devido ao fato que o fechamento de uma torneira é algo imprevisto. Sua
previsibilidade não impede o fato que o ar pode entrar em uma tubulação, como acontece quando ficamos sem o fornecimento de água.
Pergunta 6
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Um tubo possuindo 12 cm de diâmetro teve sua vazão medida e apresentou uma leitura da vazão de 0,06 m 3 /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 7
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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 8
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Leia o excerto a seguir:
“Muitas vezes nós estamos interessados no que acontece numa região particular do escoamento. O Teorema de Transporte de Reynolds fornece uma relação
entre a taxa de variação temporal de uma propriedade extensiva para um sistema e aquela para um volume de controle”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da mecânica dos fluidos . Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus Zerbini.
São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 164.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. O teorema de Reynolds é utilizado para explicar o princípio de funcionamento do desodorante.
Pois:
II. Através desse princípio o gás dentro do aerosol é expelido com uma pressão suficiente para que a massa também deixe a superfície de controle, no caso o
recipiente do aerossol.
 
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, devido ao fato do Teorema de Reynolds ser utilizado quando o produto desodorante em aerosol foi
desenvolvido. A asserção II também é verdadeira e justifica a I, pois quando o gás é expelido do recipiente (volume de controle) ele faz com que a
massa do produto seja expelida também, mas somente uma quantidade suficiente para que possamos nos higienizar.
Pergunta 9
Um manômetro conecta uma tubulação de óleo a uma tubulação de água conforme é mostrado na figura a seguir: 
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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 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 10
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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 
 
 
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 2 V 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 
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Domingo, 27 de Setembro de 2020 08h40min25s BRT
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.