PROVA N2 Fenomenos de Transporte

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Pergunta 1
Resposta
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da resposta:
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.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma
justificativa correta da I.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma
justificativa correta da I.
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 2
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
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https://fmu.blackboard.com/bbcswebdav/pid-14101265-dt-content-rid-84766551_1/xid-84766551_1
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Comentário
da resposta:
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.
Pergunta 3
Leia o excerto a seguir.
 
“Um volume de controle pode ser selecionado como uma região arbitrária do
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Comentário
da resposta:
espaço por meio do qual o fluido escoa, e a superfície de controle que o delimita
pode ser fixa, móvel ou, até mesmo, deformável durante o escoamento. Além
disso, a taxa de escoamento de qualquer quantidade que entra ou sai de um
volume de controle depende da velocidade do escoamento em relação à
superfície de controle”. 
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos : Fundamentos e
Aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill Editora, 2007. p. 199.
 
Considerando o exposto, sobre volumes de controles fixos ou móveis, analise as
afirmativas a seguir.
 
I. Um avião é um volume de controle móvel. 
II. Uma mangueira de jardim com um bocal presa a um tripé é um exemplo de
controle fixo.
III. Os gases dentro de um motor à combustão são um exemplo de volume de
controle deformável. 
IV. O ar dentro de uma seringa é um exemplo de controle móvel. 
 
Está correto o que se afirma em:
 
II, III e IV, apenas.
I, II e III, apenas.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois um avião é,
realmente, um exemplo de volume de controle móvel, já que, quando se
movimenta, de fato, movimenta-se por inteiro, ou seja, todo o volume de controle
se movimenta. Uma mangueira de jardim presa a um tripé é um exemplo de
volume de controle fixo, porque ela pode se movimentar devido ao tripé. Os gases
dentro de um motor à combustão são um ótimo exemplo de volume de controle
deformável, pois eles são comprimidos pelos pistões do motor. Entretanto, pela
mesma razão, o ar dentro de uma seringa é um exemplo de volume de controle
deformável e não móvel, pois somente uma parte do ar dentro da seringa irá se
movimentar ao comprimirmos o êmbolo. Os gases dentro de um motor em
expansão são exemplos de controle de volumes variados. Assim, situação similar
ocorre com o ar dentro de uma seringa, considerando que ambos se deformam. 
 
Pergunta 4
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
1 em 1 pontos
Resposta
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Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
suficiente para que a massa também deixe a superfície de controle, no caso o
recipiente do aerossol.
 
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, 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 5
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Comentário
da resposta:
É preciso estudar o escoamento de água em uma válvula que alimenta uma
tubulação. A válvula possui diâmetro de 305 mm. A vazão na válvula é de 1,7
m 3 /s e o fluido utilizado no modelo também é água na 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:
0,11 e 0,20 m 3/s.
0,21 e 0,30 m3/s.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois, para garantir a
semelhança entre o modelo e o protótipo, onúmero 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.
Pergunta 6
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Resposta Correta: 
Um furacão é uma tempestade tropical que se forma acima do oceano pelas
baixas pressões atmosféricas. A velocidade média dos ventos em um furacão foi
medida como sendo de 180 km/h. Considere-se que a massa específica do ar é
de 1,2 kg/m 3 e que um arranha-céu tem 120 janelas medindo 1 m x 2 m cada. 
 
Nesse sentido, calcule a força do vento sobre cada janela, que será um número
entre:
2.001 e 3.000 N.
2.001 e 3.000 N.
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1 em 1 pontos
Comentário
da resposta:
Resposta correta. A alternativa está correta, pois primeiramente adequamos as
unidades, visto que a velocidade foi dada em km/h e a massa específica em
kg/m 3. Então, vamos passar a velocidade para m/s. Logo, =
50 m/s. A janela recebe uma força equivalente a energia cinética, ou seja: E c = m
x = 1,2 x = 1,2 x = 1500 . Como kg = .
Teremos 1500 = 1500 N/m 2 
 
= 1.500 Pa. Agora temos que calcular a força. A pressão é definida como a força
dividida pela área, então F = P x A, ou p = F / A = x 2 m 2 
 
= 3.000 N.
Pergunta 7
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Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
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.
V, V, V, V. 
 
F, F, V, V.
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 fórmula da 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.
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1 em 1 pontos
Pergunta 8
Resposta
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Correta:
Comentário
da resposta:
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:
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, 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 9
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 fluido 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
afirmativas a seguir.
 
I. A equação de Bernoulli não pode ser usada para estudar escoamentos em
que a viscosidade é significativa. 
II. Se o regime não for permanente, não podemos utilizar a equação de
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Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
Bernoulli.
III. Se as propriedades do fluido 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 afirma em:
 
II e III, 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 fluidos 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 fluido 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 10
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Comentário
da resposta:
Uma das leis mais fundamentais da natureza é a 1 a Lei da Termodinâmica,
também conhecida como princípio da conservação da energia ou Lei de
Lavoisier. Essa Lei afirma que a energia não pode ser criada, tampouco
destruída durante um processo. Ela, então, somente pode ser transformada, ou
seja, apenas pode mudar de forma. 
 
A partir do exposto, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre
elas. 
 
I. O princípio da conservação da energia constitui a base de uma boa saúde e
qualidade de vida.
Pois:
II. Uma pessoa com entrada de energia maior (alimento) do que a saída de
energia (exercício) ganhará peso (armazenará energia na forma de gordura).
 
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. Os alimentos que consumimos se transformam em energia para
realizarmos nossas atividades físicas. A asserção II também é uma proposição
verdadeira e justifica a I, pois, se a liberação da energia consumida por meio dos
exercícios for maior que a energia que consumimos, emagrecemos. Do contrário,
ganhamos peso.
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