Atividade 4 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE Lucas

Prévia do material em texto

Curso GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128202 - 
202020.ead-9270.03 
Teste ATIVIDADE 4 (A4) 
Iniciado 01/10/20 13:19 
Enviado 01/10/20 13:26 
Status Completada 
Resultado da 
tentativa 
9 em 10 pontos 
Tempo decorrido 7 minutos 
Resultados 
exibidos 
Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários 
 Pergunta 1 
1 em 1 pontos 
 
 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). 
 
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. 
 
Resposta Selecionada: 
V, V, F, F. 
Resposta Correta: 
V, V, F, F. 
Feedback 
da resposta: 
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 2 
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 3 
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. 
 
 
 Pergunta 4 
1 em 1 pontos 
 
 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: 
 
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. 
 
Resposta Selecionada: 
V, V, F, F. 
 
Resposta Correta: 
V, V, F, F. 
Feedback 
da 
resposta: 
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 
1 em 1 pontos 
 
 Leia o excerto a seguir. 
 
“Os escoamentos em canais, rios, vertedouros e aqueles em torno de 
cascos de navios são bons exemplos de escoamentos em uma superfície 
livre. 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 livre, 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. 
 
Resposta Selecionada: 
V, V, V, F. 
 
Resposta Correta: 
V, V, V, F. 
 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta. 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. 
 
 Pergunta 6 
1 em 1 pontos 
 
 Leia o excerto a seguir. 
 
“A velocidade necessária no modelo também pode ser reduzida se a escala 
de comprimento não for pequena, ou seja, se o modelo for relativamente 
grande. A seção de teste para grandes modelos também é grande e isso 
provoca o aumento dos custos do túnel de vento”. 
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da 
Mecânica dos Fluidos . São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 377. 
 
 
Considerando o exposto, sobre os parâmetros utilizados em modelos para 
estudos de escoamentos, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. É possível utilizar o modelo para estudar as características de 
escoamentos de corpos totalmente imersos em fluidos. 
II. Nesses estudos, é necessário manter a semelhança geométrica entre o 
protótipo e o modelo. 
III. Um dos critérios utilizados é o número de Reynolds, o qual deve ser igual 
no modelo e no protótipo. 
IV. O número de Weber é importante para escoamentos em torno de corpos 
imersos. 
 
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 o estudo 
adimensional e a teoria da semelhança podem fornecer dados para 
estudarmos as características de escoamentos em torno de corpos 
totalmente imersos em um fluido. Nesse tipo de estudo, é necessário 
mantermos a semelhança geométrica e a do número de Reynolds. O 
número de Weber pode ser desprezado, porque, nesse tipo de 
escoamento, os efeitos da tensão superficial, os quais fazem parte do 
cálculo do número de Weber, não são importantes. 
 
 
 Pergunta 7 
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 8 
0 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, mas a II não 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: 
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois as duas 
asserções apresentadas são proposições verdadeiras e a asserção II 
justifica a I. O processo de purificação da água realmente funciona, 
visto que há pesquisadores que já conquistaram vários prêmios. Nesse 
sentido, a luz solar aquece a água, purificando-a devido à intensa 
radiação solar presente na região semiárida. 
 
 
 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 
 
 É preciso estudar o escoamento de água em uma válvula que alimenta uma 
tubulação. A válvula possui diâmetro de 305 mm. A vazão na válvula é de 
1,7 m 3 /s e o fluido utilizado no modelo também é água na mesma 
temperatura da que escoa no protótipo. A semelhança entre o modelo e o 
protótipo é completa e o diâmetro da seção de alimentação no modelo é 
igual a 38,10 mm. Nesse sentido, a vazão de água no modelo é um número 
entre: 
 
Resposta Selecionada: 
0,21 e 0,30 m 3/s. 
Resposta Correta: 
0,21 e 0,30 m3/s. 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para garantir a 
semelhança entre o modelo e o protótipo, o número de Reynolds 
deve obedecer à relação Re m 
= Re, ou seja, = . Como os fluidos utilizadosno protótipo 
e no modelo são os mesmos, temos que = . A vazão na 
válvula é dada pela fórmula Q = V . A. Então, = = = 
. Portanto: Q m 
= x 1,7 = 0,212 m 3/s.