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Curso GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128202 - 202020.ead-9270.03 Teste 20202 - PROVA SUBSTITUTIVA (A6) Iniciado 14/10/20 10:52 Enviado 14/10/20 11:15 Status Completada Resultado da tentativa 8 em 10 pontos Tempo decorrido 23 minutos Instruções Caso necessite a utilização do "EXCEL" clique no link ao lado --- --------> excel.xlsx Resultados exibidos Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários Pergunta 1 1 em 1 pontos Leia o excerto a seguir. “A Aquamarine Power, uma empresa de energia das ondas, localizada na Escócia, desenvolveu um inovador conversor hidroelétrico de energia das ondas, conhecido como Ostra. O dispositivo Ostra consiste em uma simples aba mecânica articulada, conectada ao fundo do mar, em torno de 10m de profundidade. Conforme as ondas passam, elas forçam a aba a se mover; a aba, por sua vez, aciona pistões hidráulicos que entregam água à alta pressão, por uma tubulação, a uma turbina elétrica situada em terra”. FOX, R. W. et al. Introdução à Mecânica dos Fluidos . 8. ed. LTC Editora, 2010. p. 153. Considerando o exposto, sobre a produção de energia elétrica a partir das ondas do mar, analise as afirmativas a seguir. I. A energia do movimento das ondas é denominada energia cinética. II. A energia potencial, nesse exemplo, é maior do que a energia cinética. III. Existe força de pressão, pois o dispositivo se encontra a 10m de profundidade. IV. O aproveitamento das ondas do mar para gerar energia elétrica é um ramo em expansão em fenômenos de transporte. Está correto o que se afirma em: Resposta Selecionada: I, III e IV, apenas. https://unifacs.blackboard.com/bbcswebdav/pid-14101070-dt-content-rid-84766551_1/xid-84766551_1 Resposta Correta: I, III e IV, apenas. Feedback da resposta: Resposta correta. A alternativa está correta, pois a energia cinética, produzida pela velocidade das ondas do mar, é a energia responsável pela geração de energia elétrica maremotriz. Não existe energia potencial nesse exemplo. A energia de pressão se deve a pressão produzida a 10m de profundidade. A produção de energia elétrica, a partir das ondas do mar, é um novo ramo que está crescendo em fenômenos de transporte. Pergunta 2 1 em 1 pontos Leia o trecho a seguir. “A pressão mais baixa e, portanto, a menor densidade do ar afetam a sustentação e o arrasto: os aviões precisam de uma pista mais longa em altitudes maiores para desenvolverem a elevação necessária para decolar e voam a altitudes de cruzeiro muito altas para reduzir o consumo de combustível”. ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos : fundamentos e aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill Editora, 2011. p. 65. A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. Em grandes altitudes nós sentimos um desconforto e uma pressão nos ouvidos. Porque II. O aumento de altitude faz com que a pressão diminua. A diminuição da pressão produz esse efeito. As aeronaves mantêm uma pressão dentro do avião, mas não é a mesma a que estamos submetidos ao nível do mar. 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 à pressão diminuir com a altitude, fazendo com que os aviões sejam pressurizados para garantir o conforto dos passageiros. Entretanto, devido à diferença de pressão, sentimos um desconforto no ouvido, já que a pressão do avião é artificialmente mantida abaixo daquela que estamos acostumados a sentir ao nível do mar. 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 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 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 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 6 0 em 1 pontos Analise o fragmento a seguir. “Os fluidos para os quais a taxa de deformação é proporcional à tensão de cisalhamento são chamados de fluidos newtonianos em homenagem a Sir. Isaac Newton, que os definiu primeiro em 1687”. ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos : fundamentos e aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill Editora, 2011. p. 9. Considerando o excerto sobre os fluidos newtonianos, analise as afirmativas a seguir. I. São exemplos de fluidos newtonianos a água, o sangue e o óleo lubrificante. II. As pastas de dente e as tintas não podem ser classificadas como fluidos newtonianos. III. Para fluidos não newtoniano, a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação é não linear. IV. Os fluidos viscoelásticos são fluidos não newtonianos, que retornam parcialmente à sua forma original quando livres da tensão aplicada. Está correto o que se afirma em: Resposta Selecionada: I, II e IV, apenas. Resposta Correta: II, III e IV, apenas. Comentários da Resposta: Sua resposta está incorreta. O sangue, assim como as pastas de dente e as tintas, não é um fluido newtoniano; somente a água e o óleo lubrificante o são. Os fluidos newtonianos apresentam uma relação não linear, muitas vezes exponencial, entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação. Os fluidos viscoelásticos são fluidos não newtonianos que voltam parcialmente à sua forma original quando não estão mais submetidos à força de cisalhamento. Pergunta 7 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. Pergunta 8 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 9 1 em 1 pontos 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: 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, poisa 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 10 0 em 1 pontos Leia o excerto a seguir. “Máquinas são quaisquer dispositivos que, introduzidos no escoamento, forneçam ou retirem energia dele na forma de trabalho”. BRUNETTI, F. Mecânica dos Fluidos . 2. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 91. Considerando a introdução de uma máquina em um tubo de corrente, conforme representado na seguinte figura, tem-se: Fonte: Brunetti (2008, p. 91). A partir do exposto, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. Se H 1 - H 2 for um número negativo, a máquina M será uma bomba. Pois: II. A energia fornecida ao fluido fará com que ele se locomova do ponto 1 ao ponto 2. 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: A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Feedback da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois a asserção I é uma proposição falsa, já que H 1 - H 2 tem de ser um número positivo. A asserção II é uma proposição verdadeira, pois, para que um escoamento ocorra do ponto 1 para o ponto 2, necessitamos de uma bomba, já que a altura manométrica do ponto 2 é maior do que o ponto 1. Quarta-feira, 14 de Outubro de 2020 11h15min25s BRT Pergunta 1 Pergunta 2 Pergunta 3 Pergunta 4 Pergunta 5 Pergunta 6 Pergunta 7 Pergunta 8 Pergunta 9 Pergunta 10
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