Prova Fenômenos de transporte

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· Pergunta 1
0 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir.
 
“Sempre é possível fornecer uma interpretação física dos grupos adimensionais. Essas interpretações podem ser úteis na análise dos escoamentos. Por exemplo, o número de Froude é um indicativo da relação entre a força devido à aceleração de uma partícula fluida e a força devido à gravidade (peso)”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos . São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 359.
 
Considerando o exposto, sobre grandezas adimensionais, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O número de Froude é usado em escoamentos com superfície livre.
II. O número de Euler é usado em problemas relacionados com diferenças de pressão.
III. O número de Mach é usado em problemas em que a compressibilidade do fluido é importante.
IV. O número de Reynolds determina a velocidade de um escoamento.
 
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I, III e IV, apenas.
 
 
 
	Resposta Correta:
	 
I, II e III, apenas.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois o número de Froude é dado pela relação Fr =  = , ou seja, ele é o único número que contém a aceleração da gravidade, por isso, ele é usado em escoamentos em que o peso do fluido é importante, como os escoamentos livres. O número de Euler é dado pela relação Eu = = , ou seja, ele é uma medida da razão entre as forças de pressão e de inércia, por isso, ele é usado em problemas que envolvam diferenças de pressão. O número de Mach  (  é dado por  ( = = , ou seja, esse número é utilizado para cálculos em que a velocidade do som esteja envolvida, como aviões de guerra. O número de Reynolds é dado pela expressão Re =  = e não nos informa a velocidade, somente se o escoamento é laminar, turbulento ou intermediário.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“O princípio da conservação de massa para um volume de controle pode ser expresso como: a transferência total 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 fluidos : 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:
	
	
	
	
		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 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 justifica 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 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	É preciso prever o arrasto aerodinâmico de um automóvel esportivo. Essa previsão deve ser feita a 50 km/h com temperatura de 25ºC. Assim, engenheiros automotivos desenvolveram um túnel de vento para testar um protótipo modelado em uma escala 1 : 4, conforme a figura a seguir. Esse túnel de vento está localizado em um prédio sem aquecimento. A temperatura do ar nesse túnel é de 5ºC.
 
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 240).
 
 
Sabe-se que o modelo é geometricamente similar ao protótipo. Além disso, é similar ao ar em relação à pressão atmosférica e a temperatura é igual a 25 ºC. Com isso, temos   = 1,1849 kg/m 3 e   = 1,89 x 10 -5 kg/m.s. Equivalentemente, temos uma temperatura T = 5 ºC,   = 1,269 kg/m 3 e   = 1,754 x 10 -5 kg/m.s. Nesse sentido, a velocidade do vento que os engenheiros devem colocar no túnel para atingir a similaridade entre o modelo e o protótipo deverá ser um número entre:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
101 e 200 km/h.
	Resposta Correta:
	 
101 e 200 km/h.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois existe somente uma função  independente, ou seja, a equação da similaridade será válida se  = , em que devemos utilizar o número de Reynolds para obtermos a similaridade. Então, temos que = Re m
=   = = Re p
= . Assim, podemos resolver essa equação isolando a velocidade desconhecida no túnel de vento para os testes do modelo, V m. Desse modo, a equação será igual a V m = V p   = 50 x  x  x 4 = 177,02 km/h.
	
	
	
· Pergunta 4
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o trecho a seguir.
 
O Teorema de Stevin nos diz que “a diferença de pressão entre dois pontos em repouso é igual ao produto do peso específico do fluido pela diferença de cotas de dois pontos”. Esse teorema explica o porquê de não sentirmos a pressão ao nível do mar e sentirmos muita pressão quando mergulharmos em grandes profundidades, com o auxílio de equipamentos.
 
BRUNETTI, F. Mecânica dos Fluidos . 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 19.
 
A respeito do Teorema de Stevin, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e
F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) No Teorema de Stevin, é importante a distância entre os pontos.
II. ( ) A pressão horizontal não é a mesma para os gases.
III. ( ) Não importa o formato do recipiente que contém os fluidos.
IV. ( ) Nos gases, como o peso específico é pequeno, se a diferença de cota entre os dois pontos não for muito grande, pode-se desprezar a diferença de pressão entre estes pontos.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
F, F, V, V.
	Resposta Correta:
	 
F, F, V, V.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sequência está correta. No Teorema de Stevin, a distância entre os pontos não é importante, assim como o formato do recipiente que contém os fluidos. A pressão horizontal sempre será a mesma e para os gases; se a distância entre as cotas for pequena, pode-se desprezar a diferença de pressão entre eles.
	
	
	
· Pergunta 5
0 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir.
 
“A equação de Bernoulli é, provavelmente, a equação mais famosa e usada em toda a mecânica dos fluidos. Ela é atraente, porque é uma equação algébrica que relaciona as variações de pressão com aquelas de velocidade e de elevação em um fluido. Ela é usada, por exemplo, para explicar a sustentação de uma asa de avião”.
 
FOX, R. W. et al. Introdução à Mecânica dos Fluidos . 8. ed. LTC Editora, 2010. p. 214.
 
A respeito da equação de Bernoulli, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. (  ) O termo z é a carga potencial e depende da velocidade do fluido.
II. (  ) A carga de velocidade é dada pela fórmula 
III. (  ) A energia de pressão depende do peso do fluido e é dada pela expressão  .
IV. ( ) Todas as subpartes da equação de Bernoulli são medidas em unidade de comprimento.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, F, V.
	Resposta Correta:
	 
F, F, V, V.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois o termo z é, realmente, a carga potencial, mas depende da altura de queda e não da velocidade, que é utilizada para o cálculo da energia cinética. A expressão para o cálculo da energia cinética está incorreta, visto que a expressão correta é dada por , ou seja, devemos considerar a gravidade. A energia de pressão depende, de fato, do peso do fluido, assim como a fórmulada afirmativa é verdadeira. A equação de Bernoulli é dada pela soma de diferentes energias: a potencial, a cinética e a de pressão, todas dadas em unidades de metros, centímetros ou milímetros, ou seja, unidades de comprimento.
	
	
	
· Pergunta 6
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 7
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 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	A pressão arterial média de um adulto de referência, medida à altura do coração, é de 100 mmHg (média da máxima = 120 mmHg e mínima = 80 mmHg). A cabeça de um homem mediano fica a aproximadamente 50 cm acima do coração. A pressão arterial na cabeça desse homem estará situada no intervalo entre:
 
Dado:   = densidade do sangue é igual a 1.050 kg/m 3 .
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Entre 61 e 80 mmHg.
	Resposta Correta:
	 
Entre 61 e 80 mmHg.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. Primeiro, o cálculo da pressão na cabeça de um homem mediano deve ser inferior ao do coração. Pelos dados do exercício, calculamos a pressão na cabeça do indivíduo em kg/m 3. Passamos essa pressão para mmHg. Agora, a diferença entre a pressão média e a pressão na cabeça do homem mediano: a pressão é calculada por ∆P = ρ g h. Assim, a diferença de pressão entre a cabeça apresenta uma altura de 50 cm = 0,5 m. Substituindo os valores dados na questão, temos que ∆P = ρ g h = 1.050 x 9,81 x 0,5 = 5.150,25 kg/m 2. Agora temos que converter a pressão encontrada em mmHg. Temos que: 5.150,25 x 0,760/101,23 = 38,66 mmHg.
Como h é negativo, a pressão na cabeça é inferior à pressão do coração, sendo igual a P cabeça = 100 – 38,66 = 61,34 mmHg.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um medidor de vácuo conectado a uma câmara exibe a leitura de 11,6 psi no seu mostrador em um local onde a pressão atmosférica foi medida com um manômetro e a leitura informada foi igual a 29 psi. Com esses dados é possível obtermos a pressão absoluta nessa câmara. Nesse sentido, assinale a alternativa que indique a pressão absoluta na câmara:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Entre 16 e 20 psi.
	Resposta Correta:
	 
Entre 16 e 20 psi.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a Pressão absoluta é dada pela Pressão atmosférica - Pressão do vácuo, ou seja, devemos subtrair da pressão atmosférica o valor da pressão do vácuo dada para encontrarmos a pressão absoluta solicitada. Esse exercício é resolvido com uma simples subtração. Resolução: A Pressão absoluta é dada pela Pressão atmosférica - Pressão do vácuo, o que é igual a P abs = 29 - 11,6 = 17,4 psi.
	
	
	
· Pergunta 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	Analise o fragmento a seguir.
 
“O estudo dos Fenômenos de Transporte tem por objetivo o aprendizado do escoamento dos fluidos nas diversas situações de interesse”. Estudos indicam que desde 283 a.C. os cientistas já estudam os fluidos e suas diversas aplicações. Atualmente essa área da ciência é utilizada em quase todas as nossas atividades cotidianas.
 
BRAGA FILHO, W. Fenômenos de transporte para Engenharia . 2 . ed. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2012. p. 1.
 
A respeito da definição dos fenômenos de transporte, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) Os fenômenos de transporte são essenciais para o estudo de viabilidade de construção de uma hidroelétrica em um rio.
II. ( ) Os fenômenos de transporte são importantes para o projeto de foguetes espaciais devido ao atrito do ar.
III. ( ) Os fenômenos de transporte são ferramentas fundamentais no projeto de tubulações para escoamento de gás natural.
IV. ( ) Corações e rins artificiais são realidades no transplante de pacientes no Brasil devido ao estudo dos fenômenos de transporte.
 
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 sequência está correta. Os fenômenos de transporte já têm uma variada área de atuação, como em projetos de usinas hidrelétricas, de veículos espaciais e tubulações de gás natural. Entretanto, ainda não é possível realizar transplantes de órgãos artificiais no país.
	
	
	
Terça-feira, 13 de Outubro de 2020 21h24min38s BR