Atividade 2 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE ALEXANDRE

Prévia do material em texto

Curso GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128202 - 
202020.ead-9270.03 
Teste ATIVIDADE 2 (A2) 
Iniciado 01/10/20 13:37 
Enviado 01/10/20 13:42 
Status Completada 
Resultado da 
tentativa 
10 em 10 pontos 
Tempo decorrido 5 minutos 
Resultados 
exibidos 
Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários 
 Pergunta 1 
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. 
 
 Pergunta 2 
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 3 
1 em 1 pontos 
 
 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: 
 
Resposta Selecionada: 
As asserções I e II são proposições falsas. 
Resposta Correta: 
As asserções I e II são proposições falsas. 
Feedback 
da 
resposta: 
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 4 
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 5 
1 em 1 pontos 
 
 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: 
 
Resposta Selecionada: 
Entre 31 e 40 m/s. 
Resposta Correta: 
Entre 31 e 40 m/s. 
 
Feedback 
da 
resposta: 
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 6 
1 em 1 pontos 
 
 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: 
 
Resposta Selecionada: 
I, II e III, apenas. 
Resposta Correta: 
I, II e III, apenas. 
Feedback 
da 
resposta: 
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 7 
1 em 1 pontos 
 
 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. 
 
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, 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 8 
1 em 1 pontos 
 
 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. 
 
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: 
 
Resposta Selecionada: 
V, V, V, V. 
Resposta Correta: 
V, V, V, V. 
Feedback 
da 
resposta: 
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 9 
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 10 
1 em 1 pontos 
 
 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: 
Resposta Selecionada: 
41 e 60 m/s. 
Resposta Correta: 
41 e 60 m/s. 
Feedback da 
resposta: 
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 
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. 
 
 
Quinta-feira, 1 de Outubro de 2020 13h42min49s BRT