Atividade 4 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE

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Curso GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128202 - 
202020.ead-9270.03 
Teste ATIVIDADE 4 (A4) 
Iniciado 01/10/20 13:11 
Enviado 01/10/20 13:16 
Status Completada 
Resultado da 
tentativa 
10 em 10 pontos 
Tempo decorrido 4 minutos 
Resultados 
exibidos 
Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários 
 Pergunta 1 
1 em 1 pontos 
 
 Leia o excerto a seguir. 
 
“A perda de carga denominada h L representa a altura adicional a qual o 
fluido precisa ser elevado por uma bomba para superar as perdas por atrito 
do tubo. A perda de carga é causada pela viscosidade e está relacionada 
diretamente à tensão de cisalhamento na parede”. 
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos : Fundamentos e 
Aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill Editora, 2007. p. 285. 
 
A partir do exposto, sobre perda de carga, analise as asserções a seguir e a 
relação proposta entre elas. 
 
I. É possível afirmar que a potência da bomba será proporcional ao 
comprimento do tubo e à viscosidade do fluido. 
Pois: 
II. Quanto maior for o comprimento da tubulação, maior será a perda de 
carga e, quanto mais viscoso for um fluido, maior também será a sua perda 
de carga. 
 
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, mas a II não é 
uma justificativa correta da I. 
 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, já que as bombas são 
equipamentos projetados para levar um fluido de um ponto A para um 
ponto B. A potência da bomba depende da viscosidade do fluido. A 
asserção II também é uma proposição verdadeira, mas não é 
uma justificativa da asserção I, pois a potência da bomba é 
influenciada pela viscosidade do fluido e não pelo comprimento da 
tubulação, portanto, a perda de carga é causada pela viscosidade do 
fluido. Ela é ocasionada pela tensão de cisalhamento da parede. O 
tamanho da tubulação influenciará na tensão de cisalhamento que, por 
sua vez, será causada pela viscosidade do fluido. 
 
 Pergunta 2 
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 3 
1 em 1 pontos 
 
 A figura a seguir ilustra que existe uma enorme distância entre a equação de 
Euler (que admite o deslizamento nas paredes) e a equação de Navier-
Stokes (que mantém a condição de não escorregamento). Na parte “(a)” da 
figura, mostra-se essa distância e, na parte “(b)”, a camada limite é 
mostrada como a ponte que veio preencher a referida distância. 
 
 
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 445). 
 
A respeito da teoria da camada limite e dessa ilustração, analise as 
afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) 
Falsa(s). 
 
I. ( ) A teoria da camada limite preenche o espaço entre a equação de Euler 
e a equação de Navier-Stokes. 
II. ( ) As regiões denominadas escoamento sem viscosidade possuem 
número de Reynolds muito alto. 
III. ( ) Essa ilustração compara a equação de Euler e a equação de Navier-
Stokes a duas montanhas. 
IV. ( ) A teoria da camada limite é comparada a uma ponte que diminui o 
espaço entre as duas equações citadas. 
 
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 alternativa está correta. A figura faz uma analogia 
entre a distância existente entre as equações de Euler e de Navier-
Stokes, que foram encurtadas, como se fosse construída uma ponte 
entre essas montanhas. Um alto número de Reynolds mostra que um 
escoamento é turbulento, ou seja, as forças viscosas resultantes 
podem ser desprezadas quando comparadas com as forças de inércia e 
de pressão. Nesse sentido, enfatiza-se que a ilustração evidencia as 
equações de Euler e de Navier-Stokes representadas por duas 
montanhas e a teoria da camada limite como uma ponte encurtando a 
 
distância entre essas montanhas ou, até mesmo, como sendo um 
caminho de aproximação entre elas. 
 
 Pergunta 4 
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 5 
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 proposiçõesverdadeiras, 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 6 
1 em 1 pontos 
 
 Uma garrafa térmica de café pode ser estudada por analogia como um 
recipiente completamente fechado, cheio de café quente, colocado em um 
volume de controle cujo ar e parede estão a uma temperatura fixa, conforme 
se ilustra na figura a seguir. As várias formas de transferência de calor 
foram denominadas pela letra q n seguida de um subíndice n= 1 até 8. 
 
 
 
Fonte: Moran et al. (2005, p. 396). 
 
Com base no exposto, sobre transferência de calor, analise as afirmativas a 
seguir. 
 
I. Q 2 
representa o processo de condução por meio do frasco de plástico. 
II. Q 8 
está representando a troca de calor por radiação entre a superfície externa 
da cobertura e a vizinhança. 
III. Q 1 
está representando a convecção do café para o frasco de plástico. 
IV. Q 6 
está representando a convecção livre. 
 
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 processo 
envolvendo Q 2 é, realmente, a condução devido à diferença de 
temperatura da superfície do frasco em contato com o café e a 
temperatura ambiente externa. A radiação ocorrerá entre a superfície 
ambiente e a cobertura e está corretamente representada por Q 8. O 
processo de convecção do café para o frasco plástico está 
corretamente representado por Q 1. Q 6 
representa, todavia, o processo de condução por meio da cobertura. 
 
 
 Pergunta 7 
1 em 1 pontos 
 
 Supõe-se curar (endurecer) o revestimento de uma obturação feita em um 
dente por meio da exposição dessa placa a uma lâmpada de infravermelho 
que fornece uma irradiação de 2.000 W/m 2 . Tal placa absorve 80% da 
irradiação proveniente da lâmpada e possui uma emissividade de 0,50. A 
temperatura da vizinhança é de 30 ºC e a tensão superficial é dada por 
 = 5,67 x 10 -8 W/m 2 . Sabe-se que não há transferência de calor na 
parte posterior da placa e o revestimento, ou seja, nesse caso, a convecção 
não estará presente. Diante do exposto, a temperatura da placa revestida é 
um número entre: 
 
Resposta Selecionada: 
201 e 300ºC. 
Resposta Correta: 
201 e 300ºC. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a temperatura do 
revestimento da placa pode ser determinada ao colocarmos uma 
superfície de controle em torno da superfície exposta, ou seja, = E 
entrada - E saída = 0. A entrada de energia é devido à absorção da 
irradiação da lâmpada e à transferência líquida por radiação para a 
vizinhança, logo, E entrada = 80% de 2.000 W/m 
2 = 1.600 W/m 2. Essa 
energia deve ser igual a ( ). Logo 1.600 = 0,5 x 5,67 
x 10 -8 ( ). Dessa forma, temos que 564 x 10 8 = . Logo T s 
= 504,67 K ou 231,67 ºC. 
 
 
 Pergunta 8 
1 em 1 pontos 
 
 Leia o excerto a seguir. 
 
“A transferência de calor por convecção pode ser classificada de acordo 
com a natureza do escoamento do fluido em convecção forçada: quando o 
escoamento é causado por meios externos e convecção natural e quando o 
escoamento é originado a partir de diferenças de massas específicas 
causadas por variações de temperatura no fluido”. 
BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor 
e de Massa . 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019. p. 5. 
 
Considerando o exposto, sobre transferência de calor por convecção, 
analise as afirmativas a seguir. 
 
I. O escoamento de ar feito por um ventilador é um exemplo de convecção 
 
forçada. 
II. A água aquecendo no fogo é um exemplo de convecção natural. 
III. Os ventos que fazem um gerador eólico produzir energia são exemplos 
de convecção natural. 
IV. A neve caindo em um dia de muito frio é um exemplo de convecção 
natural. 
 
Está correto o que se afirma em: 
Resposta Selecionada: 
I, III e IV, apenas. 
Resposta Correta: 
I, III e IV, apenas. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois processos 
envolvendo convecção forçada têm equipamentos envolvidos, como 
ventiladores e bombas. O fogo faz com que a convecção seja forçada. 
Assim, se a água se aquecesse, devido a uma temperatura ambiente, o 
processo seria natural. Os ventos são exemplos de convecção natural, 
assim como a formação da neve em função de baixas temperaturas. 
 
 
 Pergunta 9 
1 em 1 pontos 
 
 Um túnel aerodinâmico está esquematizado conforme a figura a seguir. Ele 
foi projetado para que, na seção A, a veia livre de seção quadrada de 0,2 m 
de cada lado tenha uma velocidade média de 60 m/s. A perda de carga 
entre a seção A e 0 é de 100 m e entre a seção 1 e A é de 100 m. 
 
 
Fonte: Brunetti (2008, p. 111). 
 
Sabendo que = 12,7 N/m 3 , a diferença de pressão entre as seções 1 e 
0, dada por p 1 - p 0 , assinale a alternativa que apresenta o valor do 
intervalo para essa diferença de pressão. 
 
Resposta Selecionada: 
2.001 e 3.000 Pa. 
Resposta Correta: 
2.001 e 3.000 Pa. 
Feedback 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para obtermos a 
diferença de pressão entre os pontos 1 e 0, precisamos, 
primeiramente, calcular a pressão no ponto 0, que será obtida por 
meio da fórmula + + z A 
 
= + + z 0 
+ H pA,0. Logo, = - H pA,0 
(equação 1). Temos que a vazão será dada por Q = v A 
A A = 30 x 0,2 x 0,2 = 1,2 m 
3/s. Agora, calcularemos v 0 
= = = 7,5 m/s. Substituindo esses valores na equação (1), 
temos que = - 100 = - 57,0 m. Agora, temos que p 0 = 
 x (-57,0) = 12,7 x (-57) = - 723,9 Pa. Nesse sentido, faremos o 
mesmo com o ponto 1, em que temos + + z 1 
= + + z A 
+ H p1,A. Logo, = - H p1,A. Portanto: = + 100 = 
143 m. Então, temos que p 1 = x (143) =12,7 x 143 = 1.816,10 
Pa. Dessa forma, a diferença entre as seções 1 e 0, dada por p 1 - p 0 
será igual a p 1 - p 0 = 1.816,10 - (- 723,9) = 2.540 Pa. 
 
 Pergunta 10 
1 em 1 pontos 
 
 No Brasil, a construção das barragens teve ajuda dos modelos feitos em 
escalas menores para simular o que poderia acontecer durante os 
momentos críticos da construção de uma barragem, como a primeira 
abertura das comportas do vertedouro, o momento do enchimento do lago e 
se a barragem de concreto conseguiria reter o volume de água desejado. 
Nas figuras evidenciadas a seguir, observam-se um modelo e a sua 
construção real. Esses modelos sempre foram construídos com rigor técnico 
e são arduamente estudados em laboratório. 
 
 
 
Considerando o exposto, sobre teoria da semelhança, analise as afirmativas 
a seguir. 
 
I. Essa teoria surgiu devido à dificuldade de equacionamento de alguns 
escoamentos, por estes exigirem, muitas vezes, a solução de volumes 
irregulares a partir de integrais. 
II. Manter as escalas geométricas e as viscosidades facilita a análise dos 
escoamentos utilizando a teoria da semelhança. 
III. Os modelos distorcidos podem ser utilizados no estudo desses tipos de 
escoamento. 
 
IV. Esses modelos não podem ser utilizados no estudo das forças exercidas 
sobre prédios. 
 
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 a teoria da 
semelhança, realmente, surgiu devido à dificuldade de 
equacionamento de alguns escoamentos. Muitos deles exigiam a 
solução de integrais triplas e o cálculo do volume para superfícies 
totalmente irregulares. Uma das vantagens da utilização dessa teoria 
consiste nos números adimensionais, como os que obtemos quando 
usamos escalas geométricas ou relações entre as viscosidades do 
modelo e do objeto que queremos construir. Justamente devido à 
dificuldade de se obter uma relação de semelhança entre todas as 
grandezas estudadas, podemos usar os modelos distorcidos. A teoria 
da semelhança, entretanto, também é empregada para estudar o efeito 
dos ventos sobre prédios ou de outras grandezas, exatamente da 
mesma forma que estudamos os escoamentos líquidos. 
 
 
Quinta-feira, 1 de Outubro de 2020 13h16min15s BRT