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17/11/2020 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) – 2020.2 ...
https://unp.blackboard.com/webapps/assessment/review/review.jsp?attempt_id=_36774922_1&course_id=_612607_1&content_id=_14101139_1&out… 1/7
Pergunta 1
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Em uma teoria, compreende-se a radiação como a propagação de ondas eletromagnéticas com as
propriedades de uma onda, por exemplo, frequência e comprimento. Os raios gama, os raios X e a
radiação ultravioleta (UV) que possuem pequeno comprimento de onda são de interesse dos físicos de
alta energia e dos engenheiros nucleares, enquanto as micro-ondas e as ondas de rádio que possuem
grandes comprimentos de onda são de interesse dos engenheiros da área elétrica.
 
MORAN, M. J. et al. Introdução à Engenharia de Sistemas Térmicos : Termodinâmica, Mecânica dos
fluidos e Transferência de calor. Rio de Janeiro: LTC, 2005. 
 
A respeito do exposto, especificamente sobre o espectro eletromagnético das ondas, verifica-se que ele
está delineado na seguinte figura:
 
 
Fonte: Moran et al. (2005, p. 514). 
Quanto ao espectro de radiação, analise as afirmativas a seguir e assinale V 
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) Os raios gama possuem o menor espectro de radiação. 
II. ( ) A radiação infravermelha possui um espectro de radiação maior do que a radiação ultravioleta. 
III. ( ) O raio-X possui o maior espectro de radiação. 
IV. ( ) A ordem da luz visível do maior espectro para o menor é: violeta, azul, verde, amarelo e vermelho. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
V, V, F, F.
V, V, F, F.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o índice de radiação dos raios gama varia
entre 10 -5 
e 10 -4 m, ou seja, é o menor espectro de radiação. O índice de radiação infravermelha é
da ordem de 1 a 10 2 
 m, enquanto o da radiação ultravioleta é de 10 -2 a 10 -1 
 
m, ou seja, o espectro de radiação infravermelha é maior do que o da radiação ultravioleta.
Quem possui o maior espectro de radiação é o micro-ondas. A ordem da luz visível do maior
espectro para o menor é: vermelho, amarelo, verde, azul e violeta.
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Pergunta 2
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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:
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.
Pergunta 3
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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:
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
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deverá ser reduzida para V benzeno = x V água 
 
= 1,54 x 3,2 = 4,93 m/s.
Pergunta 4
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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:
I, II e III, apenas.
I, II e III, apenas.
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.
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Pergunta 5
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Leia o excerto a seguir.
 
“O poder do uso da análise dimensional e da similaridade para suplementar a análise experimental pode
ser ilustrado pelo fato de que os valores reais dos parâmetros dimensionais, como densidade ou
velocidade, são irrelevantes. Desde que os ’s independentes sejam iguais entre si, a similaridade é
atingida,mesmo que sejam usados fluidos diferentes”. 
 
 ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos : Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Mc Graw
Hill Editora, 2007. p. 242.
 
 A partir do exposto, sobre a teoria da similaridade, analise as asserções a seguir e a relação proposta
entre elas. 
 
 I. Pode-se testar um modelo de avião ou automóvel em um túnel de água. 
 Pois:
 II. Se os ’s independentes obtidos no teste foram iguais entre si, o fluido não importa.
 
 A seguir, assinale a alternativa correta.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta
da I.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta
da I.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, já que a água que escoa sobre o protótipo tem as
mesmas propriedades adimensionais do ar, fluido da vida real do automóvel ou do avião. A
asserção II também é uma proposição verdadeira e justifica a I, pois a velocidade do modelo
e a do protótipo podem ser obtidas pela teoria da semelhança. Esse princípio também é
válido para o modelo inverso, ou seja, podemos testar o protótipo de um submarino em um
túnel de vento.
Pergunta 6
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Leia o excerto a seguir.
 
“A velocidade necessária no modelo também pode ser reduzida se a escala de comprimento não for
pequena, ou seja, se o modelo for relativamente grande. A seção de teste para grandes modelos também
é grande e isso provoca o aumento dos custos do túnel de vento”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos. São Paulo:
Edgard Blucher, 2004. p. 377.
 
 
Considerando o exposto, sobre os parâmetros utilizados em modelos para estudos de escoamentos,
analise as afirmativas a seguir.
 
I. É possível utilizar o modelo para estudar as características de escoamentos de corpos totalmente
imersos em fluidos. 
II. Nesses estudos, é necessário manter a semelhança geométrica entre o protótipo e o modelo. 
III. Um dos critérios utilizados é o número de Reynolds, o qual deve ser igual no modelo e no protótipo. 
IV. O número de Weber é importante para escoamentos em torno de corpos imersos. 
 
Está correto o que se afirma em:
I, II e III, apenas.
I, II e III, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o estudo adimensional e a teoria da
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da
resposta:
semelhança podem fornecer dados para estudarmos as características de escoamentos em
torno de corpos totalmente imersos em um fluido. Nesse tipo de estudo, é necessário
mantermos a semelhança geométrica e a do número de Reynolds. O número de Weber pode
ser desprezado, porque, nesse tipo de escoamento, os efeitos da tensão superficial, os quais
fazem parte do cálculo do número de Weber, não são importantes.
Pergunta 7
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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:
101 e 200 km/h.
101 e 200 km/h.
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.
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Pergunta 8
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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 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:
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 9
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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.
V, V, V, F. 
 
V, V, V, F.
 
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 10
É preciso estudar o escoamento de água em uma válvula que alimenta uma tubulação. A válvula possui
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Terça-feira, 17 de Novembro de 2020 10h48min52s BRT
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diâmetro de 305 mm. A vazão na válvula é de 1,7 m 3 /s e o fluido utilizado no modelo também é águana
mesma temperatura da que escoa no protótipo. A semelhança entre o modelo e o protótipo é completa e o
diâmetro da seção de alimentação no modelo é igual a 38,10 mm. Nesse sentido, a vazão de água no
modelo é um número entre:
0,21 e 0,30 m 3/s.
0,21 e 0,30 m3/s.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para garantir a semelhança entre o modelo
e o protótipo, o número de Reynolds deve obedecer à relação Re m 
= Re, ou seja, = . Como os fluidos utilizados no protótipo e no modelo são os
mesmos, temos que = . A vazão na válvula é dada pela fórmula Q = V . A. Então, = 
= = . Portanto: Q m 
 
= x 1,7 = 0,212 m 3/s.