Prova fenomenos de transporte

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Usuário LUANA SANTOS LIMA
Curso GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128202 - 202020.ead-29774611.06
Teste 20202 - PROVA SUBSTITUTIVA (A6)
Iniciado 11/10/20 21:30
Enviado 11/10/20 21:47
Status Completada
Resultado da tentativa 6 em 10 pontos  
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Pergunta 1
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resposta:
Existe um crustáceo aquático com massa especí�ca igual a 1.263 kg/m 3 
e com comprimento, aproximadamente, a 1 mm. Ele se move lentamente em água doce. Seu movimento foi
estudado em glicerina. A velocidade medida do seu nado foi de 30 cm/s. A viscosidade da glicerina é de 1,5
kg/ms. Com esses dados, é possível efetuar o cálculo do número de Reynolds, que será um número:
acima de 0,5.
entre 0,21 e 0,3.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois o número de Reynolds é dado pela
fórmula Re = . Precisamos, primeiramente, adequar todas as unidades. O comprimento do
crustáceo está em mm e deve ser transformado para m, ou seja, L = 1 mm = 0,001 m. A velocidade
está em cm/s e deve ser passada para m/s, ou seja, v = 20 cm/s = 0,2 m/s. Agora, utilizaremos a
fórmula para calcular o número de Re = = = 0,2526. Esse número é de um
escoamento laminar, ou seja, o crustáceo se move lentamente.
Pergunta 2
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Uma turbina extrai energia de uma fonte de água escoando por meio de um tubo de 20 cm de diâmetro a uma
pressão de 1.600 kPa. Considerando que a velocidade média seja igual a 10 m/s e que, depois de passar pela
turbina, a água é escoada para a atmosfera a partir de um tubo de 40 cm de diâmetro, a energia que pode ser
produzida por essa turbina é um número: 
 
entre 101 e 200 kW.
acima de 401 kW.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois a vazão na saída da turbina é dada
por Q = A 1 V 1, logo Q =   x 10 = 0,3141 m 
3/s. A velocidade V 2 pode ser obtida por V 2 = V
1 = 10 = 2,5 m/s. Como a turbina escoe a água para a atmosfera, temos: p 2 = 0. A equação de
energia entre a entrada e a saída da turbina pode ser escrita como - =  - + . Dessa forma,
temos: - = - = - 46,875 - 1.600 = - 1.646,875. Logo, - W s = - 1.646,875 x 1000
x 0,3141 = 517.283,4375 W = 517 kW.
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Pergunta 3
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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 super�cial 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:
201 e 300ºC.
201 e 300ºC.
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 4
Analise a seguinte �gura: 
  
 
Fonte: Livi (2017, p. 107). 
  
Um dispositivo simples para espargir água é mostrado nessa �gura. O ar é soprado por meio do tubo (1),
formando um jato com velocidade V sobre a extremidade do tubo (2). Esse jato se expande no meio da atmosfera
estagnada, de modo que a velocidade tende a ser zero, estando longe da saída do tubo. A água é aspirada pelo
tubo (2). Considerando que o regime possa ser adotado como permanente, sem atrito viscoso, e água 
= 815 ar , o valor mínimo da velocidade V do jato de ar para que a água apareça na extremidade do tubo (2)
será igual a:
1 em 1 pontos
0 em 1 pontos
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Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois a equação de Bernoulli aplicada
entre os pontos (2) e (1) é dada por: y 2 + + = y 1 + + . A velocidade de escoamento
de ar tende a ser zero longe da saída do tubo (1), logo, v 1 = 0 e p 1 
= p atm. Como o escoamento é sem perdas, temos que y 1 
= y 2, de forma que a equação de Bernoulli pode ser simpli�cada para + =  , resultando
em p atm - p 2 
= ar . Para a água surgir na extremidade do tubo (2), é necessário que p atm - p 2 
= 815 ar g h. Assim, teremos ar = 815 ar g h. Então, V 2 = .
Pergunta 5
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Leia o excerto a seguir. 
  
“É preciso tomarmos cuidado ao utilizarmos a equação de Bernoulli, uma vez que ela é uma aproximação que se
aplica com algumas hipóteses restritivas. Essa equação é muito útil nas regiões de escoamento fora das
camadas-limites e esteiras, em que o movimento do �uido é governado pelos efeitos combinados das forças de
pressão e gravidade”. 
  
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos : Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill Editora,
2007. p. 161. 
  
Referente a essa equação e às suas hipóteses de utilização, analise as a�rmativas a seguir. 
  
I. A equação de Bernoulli não pode ser usada para estudar escoamentos em que a viscosidade é signi�cativa. 
II. Se o regime não for permanente, não podemos utilizar a equação de Bernoulli. 
III. Se as propriedades do �uido variarem ao longo da seção, não podemos utilizar a equação de Bernoulli. 
IV. O atrito não pode ser adicionado à equação de Bernoulli. 
  
Está correto o que se a�rma em: 
 
I e II, apenas.
I, II e III, apenas.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois, realmente, a equação de Bernoulli
somente pode ser usada para �uidos ideais, ou seja, escoamentos com viscosidades iguais a zero,
sendo esta uma das condições de uso da Equação de Bernoulli. O regime tem de ser permanente
para utilizarmos a equação de Bernoulli, assim como as propriedades do �uido não podem variar ao
longo das seções, conforme as restrições apresentadas na demonstração da equação de Bernoulli.
Podemos, todavia, adicionar o atrito na forma de perda na equação de Bernoulli. Nesse sentido, o
atrito pode ser utilizado na forma de uma perda de carga ou de uma unidade de comprimento
negativa na equação de Bernoulli. 
 
Pergunta 6
Leia o excerto a seguir: 
“O princípio da conservação de massa para um volume de controle pode ser expresso como: a transferência total
0 em 1 pontos
1 em 1 pontos
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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 �uidos : 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:
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa correta da I.As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa correta da I.
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 justi�ca 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 7
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resposta:
Leia o excerto a seguir. 
  
“A transferência de calor por convecção pode ser classi�cada de acordo com a natureza do escoamento do �uido
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 especí�cas causadas por variações de temperatura no
�uido”. 
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 a�rmativas 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 a�rma em:
I, III e IV, apenas.
I, III e IV, apenas.
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.
1 em 1 pontos
Pergunta 8
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resposta:
A Mecânica dos Fluidos é “a ciência que estuda o comportamento físico dos �uidos, assim como as leis que
regem esse comportamento”. “Ela é utilizada para calcular as condições meteorológicas, a estabilidade de
embarcações, para o desenvolvimento de órgãos humanos e em inúmeras aplicações industriais”. 
  
BRUNETTI, F. Mecânica dos Fluidos . 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 1. 
  
FOX. R. W. et al. Introdução à Mecânica dos Fluidos . 8 . 
ed. Trad. e Revisão Técnica de KOURY, R. N. São Paulo: LTC Editora, 2010. p. 5. 
  
A partir da de�nição da Mecânica dos Fluidos, temos que os �uidos são substâncias: 
 
líquidas e gasosas.
líquidas e gasosas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois os �uidos são formados por substâncias líquidas
e gasosas, que não têm forma própria, assumindo o formato do recipiente que as contêm, ao
contrário dos sólidos, que possuem forma própria e não fazem parte dos �uidos estudados em
Mecânica dos Fluidos.
Pergunta 9
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resposta:
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 �uido 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:
4,1 e 5 m/s. 
  
  
  
  
  
  
 
4,1 e 5 m/s. 
  
  
  
  
  
  
 
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.
1 em 1 pontos
1 em 1 pontos
Quarta-feira, 14 de Outubro de 2020 16h38min56s BRT
Pergunta 10
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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 �xa, conforme se
ilustra na �gura 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 a�rmativas 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 a�rma em:
I, II e III, apenas.
I, II e III, apenas.
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.
1 em 1 pontos
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