Atividade 2 - Propriedades e estática dos fluídos

Prévia do material em texto

· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	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:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Entre 16 e 20 psi.
	Resposta Correta:
	 
Entre 16 e 20 psi.
	Feedback da resposta:
	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.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	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:
	
	
	
	
		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, 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 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“A vazão através de um tubo pode ser determinada restringindo o escoamento neste tubo e medindo-se a diminuição na pressão devido ao aumento da velocidade no local da constrição. Esse é o princípio empregado para a medição da vazão em um tubo de Venturi, um dos dispositivos mais usados para a medição de vazão, e mostrado na figura abaixo”.
 
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. 318-319.
 
Figura - Tubo de Venturi
Fonte: letindor / 123RF.
 
A respeito do tubo de Venturi, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
 
 
I. ( ) A parte onde o tubo de Venturi se estreita é chamado de garganta do tubo.
I. ( ) A velocidade aumenta porque há uma diminuição do diâmetro do tubo.
III. ( ) O tubo de Venturi não é muito utilizado na agricultura para irrigar plantações.
IV. ( ) O tubo de Venturi é utilizado no estudo da aerodinâmica de aviões.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, F, V.
	Resposta Correta:
	 
V, V, F, V.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta.  A sequência está correta. A parte estreita de um tubo de Venturi é chamada realmente de garganta do tubo e nessa área a velocidade aumenta devido a uma diminuição no diâmetro do tubo. Ao contrário do mencionado, uma das áreas onde o tubo de Venturi é largamente utilizado é na agricultura. Ele também é utilizado no estudo da aerodinâmica de aviões.
	
	
	
· Pergunta 4
0 em 1 pontos
	
	
	
	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:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
	Resposta Correta:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois as duas proposições apresentadas são verdadeiras e a asserção II justifica a I, devido ao fato do óleo lubrificante ter a propriedade de aderir à parede da tubulação do motor, e graças a esse fato, 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 5
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“[...] uma variação de elevação  z (coordenada cartesiana, em m) em um fluido em repouso corresponde a  P/  g (sendo que   é a densidade, em kg/m 3 ) , o que sugere que uma coluna de fluido pode ser usada para medir diferenças de pressão  [...] um dispositivo que se baseia neste princípio é chamado de manômetro, normalmente usado para medir diferenças de pressão pequenas e moderadas” (ÇENGEL; CIMBALA, 2011, ).
 
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. 65.
 
Considerando o excerto apresentado, sobre os manômetros, analise as afirmativas a seguir:
 
I. Os transdutores de pressão chamados de strain-gages funcionam através de um diafragma que se curva entre duas câmaras abertas para as entradas de pressão.
II. Os transdutores piezelétricos funcionam de acordo com o princípio de que um potencial elétrico pode ser gerado toda vez que uma substância cristalina sofrer uma pressão mecânica. É gerado em uma substância cristalina quando ela é submetida à pressão mecânica.
III. O manômetro de Bourdon consiste em um tubo de metal oco, geralmente em formato de gancho; dobrado como um gancho. Ao ligarmos o manômetro, o tubo elástico é submetido à pressão que queremos medir, deformando assim o tubo elástico e através de um sistema de engrenagens aciona o ponteiro, indicando a pressão da tubulação onde o equipamento foi instalado.
IV. O manômetro é usado para medir a pressão atmosférica.
 
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I, II e III, apenas.
	Resposta Correta:
	 
I, II e III, apenas.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois as alternativas apresentam a correta descrição dos vários tipos de manômetro existentes: strain-gages, piezelétricos e o manômetro de Bourdon. O barômetro é o nome dado ao instrumento utilizado especificamente para  usado para medir a pressão atmosférica ao invés do manômetro.· Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“Uma das leis mais fundamentais da natureza é a 1 a Lei da Termodinâmica, também conhecida como princípio da conservação de energia. Ela afirma que a energia não pode ser criada, apenas transformada”.
 
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. 175.
 
A respeito da lei da conservação de energia, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) A força potencial só tem componente vertical.
II. ( ) A energia cinética de uma partícula parada é zero.
III ( ) Um líquido em movimento tem pelo menos as energias cinética e de pressão.
IV. ( ) A força de pressão é sempre tangencial.
 
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 sequência está correta. A energia potencial é devida à queda de um fluido, portanto ela só tem componente vertical. Uma partícula parada apresenta v = 0 e portanto sua energia cinética também será zero. Um líquido em movimento tem a energia cinética devido à velocidade e a energia devida à pressão exercida pelo líquido, pelo menos. A força de pressão pode ser normal ou tangencial.
	
	
	
· Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	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:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Entre 0 e 20 kPa.
	Resposta Correta:
	 
Entre 0 e 20 kPa.
	Feedback da resposta:
	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 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	Uma mangueira é utilizada para molhar um jardim. Ela tem 20 cm de diâmetro e fornece água a uma vazão de 5 m 3 /s a partir de um tanque utilizado para armazenar água. Um bocal é inserido na ponta da mangueira para reduzir o diâmetro para 5 cm, assim pela equação da continuidade temos que a velocidade de saída V 2
será maior do que a velocidade de entrada V 1 .
 
Fonte: Elaborada pela autora.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa correta, considerando que as perdas sejam nulas e   = 1.000 kg/m 3 , a vazão de água no bocal é um número entre:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
5 e 6 m 3/s.
	Resposta Correta:
	 
5 e 6 m3/s.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, porque não importa a redução de área, a vazão sempre será a mesma. O que se altera é a velocidade de saída que aumenta conforme reduzimos a área para manter a vazão constante. Ao longo de uma tubulação a vazão é mantida, o que muda são as velocidades quando nos deparamos com reduções ou alargamentos de tubulação.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	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.
 
A respeito do perfil de velocidade abordado na figura apresentada, analise as afirmativas a seguir e assinale V 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:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
F, V, V, V.
	Resposta Correta:
	 
F, V, V, V.
	Feedback da resposta:
	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 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	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:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I e II, apenas.
	Resposta Correta:
	 
I e II, apenas.
	Feedback da resposta:
	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.