Atividade 4 - Prova

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• Pergunta 1 
1 em 1 pontos 
 
Leia o excerto a seguir. 
 
“A partir do estudo da termodinâmica, aprendemos que a energia pode ser transferida por interações 
de um sistema com a sua vizinhança. Essas interações são denominadas trabalho e calor. A 
transferência de calor pode ser definida como a energia térmica em trânsito em razão de uma 
diferença de temperaturas no espaço”. 
 
BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa . 8. ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2019. p. 2. 
 
A respeito da transferência de calor, analise as afirmativas a seguir e assinale V 
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) A condução requer um gradiente de temperatura em um fluido estacionário. 
II. ( ) A convecção é a transferência de calor que ocorre entre uma superfície e um fluido em 
movimento quando eles estiverem a diferentes temperaturas. 
III. ( ) A radiação ocorre quando um corpo emite energia na forma de ondas. 
IV. ( ) Finalmente, tem-se a transferência de calor por sublimação, que é quando um fluido passa do 
estado sólido para o estado gasoso, por exemplo. 
 
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. Existem três tipos de 
transferência de calor: a condução, que ocorre em fluidos estacionários; 
a convecção, que ocorre em fluidos em movimento; e a radiação, que é 
a emissão de calor na forma de ondas eletromagnéticas. Essa forma de 
transferência de calor não exige um meio fluido. Já a sublimação é uma 
mudança de estado e não uma forma de transferência de calor. 
 
 
• Pergunta 2 
1 em 1 pontos 
 
Uma canoa de alumínio se move horizontalmente ao longo da superfície de um lago a uma 
velocidade constante de 10 km/h. A temperatura da água do lago é de 20 ºC, especificamente 
naquela época do ano. O fundo da canoa tem 5 m de comprimento e é plano. A lagoa não apresenta 
ondas e a água somente é agitada pelos remos da canoa. Sabe-se que a viscosidade cinemática é 
igual a 1,407 x 10 -5 
m/s, todavia, deseja-se saber se a camada limite no fundo da canoa possui um escoamento laminar 
ou turbulento devido a qual número de Reynolds? 
 
Resposta Selecionada: 
Turbulento, devido a um alto número de Reynolds. 
Resposta Correta: 
Turbulento, devido a um alto número de Reynolds. 
 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, primeiramente, 
adequamos as unidades. Logo, a velocidade de 10 km/h será igual a 
uma velocidade de = 2,78 m/s. Agora, calcularemos o número de 
Reynolds, que será dado por Re = = = 987.917,56. Dessa 
forma, o escoamento será turbulento na camada limite. 
 
• Pergunta 3 
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 4 
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 5 
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 6 
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. 
Feedbackda 
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 7 
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 8 
1 em 1 pontos 
 
Leia o excerto a seguir. 
 
“Em face da revolução da tecnologia da informação nas últimas décadas, um forte aumento da 
produtividade industrial trouxe uma melhoria na qualidade de vida ao redor do mundo. Muitas 
descobertas importantes na tecnologia da informação vêm sendo viabilizadas por avanços na 
engenharia térmica que garantiam o controle preciso de temperatura em sistemas abrangendo desde 
tamanhos de nanoescala, em circuitos integrados, até grandes centrais de dados repletas de 
equipamentos que dissipam calor”. 
BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa . 8. ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2019. p. 24. 
 
Considerando o exposto, sobre energia térmica, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. Melhorias em circuitos impressos permitem que eles se tornem menores, mesmo dissipando mais 
energia térmica. 
II. Nós já atingimos o máximo da capacidade de processamento de um microchip por causa da 
capacidade térmica de dissipação de calor. 
III. Grandes equipamentos computacionais precisam de salas refrigeradas para garantir uma boa 
dissipação térmica. 
IV. A incorreta dissipação térmica de um componente pode levar à sua queima quando em 
funcionamento. 
 
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 avanços na 
engenharia térmica permitiram melhorias em circuitos impressos, ou 
seja, eles são mais potentes, mesmo dissipando mais energia térmica. 
Ainda não atingimos o máximo da capacidade de processamento de um 
microchip. Isso sempre é possível se aumentar a capacidade de 
processamento. Assim, essa barreira ainda está longe de ser alcançada. 
Grandes computadores precisam de salas refrigeradas para garantir 
uma dissipação térmica eficiente. Se um equipamento não dissipar sua 
energia térmica de uma maneira eficiente, a sua temperatura interna irá 
aumentar e esse fato pode provocar a queima do equipamento. 
 
 
• Pergunta 9 
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 10 
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.