Testes - Fenômenos de Transporte

PUC-MINAS

Vinicius Eduardo

em 18/04/2021

Questões resolvidas

A lei da conservação de massa é uma lei que pode ser compreendida através de frases simples. Marque a frase que melhor se relaciona com esta lei.
A soma da massa em um volume de controle não varia no tempo;
A soma da massa em um sistema fechado não varia no tempo;
A soma da energia eu entra e igual à soma da energia que sai;
A soma da massa que entra é igual à soma da massa que sai.

Um fluido ideal, sem viscosidade e incompressível, escoa por um tubo horizontal de seção quadrada de lado L = 2,0 cm. Esse tubo, a partir de um certo ponto, se expande de modo a ter, a partir desse ponto, o lado L = 6,0 cm. Sabendo que a vazão do tubo é de 3,6 litros/s, determinar a variação da pressão ΔP = P2 − P1 , em (kPa):
400
40
0,40
0,040

A água que escoa por um tubo de 1” de diâmetro é jogada em um balde vazio de 100 g de massa. Se após 5 s a massa do balde com água é de 3,7 Kg, determinar a velocidade média do escoamento em (m/s). Considerar a massa específica da água igual a 998 kg/m³.
0,146 m/s;
1,42 m/s;
0,142 m/s;
1,46 m/s.

Em um tubo de Venturi horizontal, instala-se um manômetro diferencial de água. Desprezando as perdas de energia e supondo constante o peso específico do ar ( = 1,3kgf/m ) e os diâmetros do tubo (D = 500 mm, D = 300 mm).
Obter as velocidades médias em (1) e (2), em (m/s).
14,08 m/s; 39,45 m/s
39,45 m/s; 14,08 m/s
3,945 m/s; 1,408 m/s
1,408 m/s; 3,945 m/s

Refrigerante R134a entra no compressor de aparelho de ar condicionado a 4 bar, 20º C, entalpia específica de 262,96 kJ/kg, e é comprimido em regime permanente até 12 bar e 80º C, entalpia específica de 310,24 kJ/kg. A vazão mássica do refrigerante é de 4,0 kg/s. A potência de entrada do compressor é de 60 kW. Desprezando os efeitos das energias cinética e potencial, determinar a transferência de calor, em (kW):
(- 129,12 kW);
129,12 kW;
129,12 W;
(- 129,12 W).

O conjunto elevatório esquematizado na figura trabalha nas seguintes condições: - vazão = 5,0 litros/s - material = aço comercial - rendimento total = 70% - diâmetro da tubulação de recalque = 50 mm - diâmetro da tubulação de sucção = 75 mm - dimensões: L = 5,0 m L = 18,0 m L = 60,0 m - fluido: água a 20ºC - acessório 1 - registro gaveta aberto, acessório 2 - curva de 90 R/D = 1, acessório 3 - cotovelo de 90 Raio Longo e acessório 4 - saída de canalização. Usar a equação de Colebrook para determinação do fator de atrito. Usar a tabela postada para determinação da rugosidade relativa do material. Usar o método dos comprimentos equivalentes para perdas de carga localizadas. Determinar: 1.1. altura manométrica em (m). 1.2. potência do conjunto elevatório em (cv).
50 m; 5 cv;
62,7 m; 6,24 cv;
62,7 m; 5 cv;
50 m; 6,24 cv

Determinar a vazão volumétrica de um escoamento de glicerina por um duto de secção quadrada de lado 1 in, cuja velocidade média vale 3 m/s, em (m³/s). Considerar a massa específica da água igual 1000 Kg/m³.
1,94 x 10⁻³ m³/s;
1,94 m³/s;
0,194 m³/s;

No cálculo da perda de carga no escoamento através de uma tubulação, o fator de atrito é um parâmetro muito importante. Em determinado problema, o fator de atrito é calculado utilizando-se diagramas ou correlações. Para o escoamento de água em uma tubulação com diâmetro D e rugosidade relativa , diferente de zero, o fator de atrito é:
é uma constante, independendo do regime de escoamento.
é uma função da vazão e da rugosidade relativa, caso o escoamento esteja no regime laminar.
é uma função somente da rugosidade relativa, caso o Reynolds seja suficientemente elevado.
tem um comportamento monotônico, aumentando na medida em que a vazão aumenta.
diminui com o aumento da rugosidade relativa, caso o escoamento seja turbulento com um número de Reynolds fixo.

Em uma tubulação escoa água com uma vazão de 1,5 m³/s. Entre as seções (1) e (2), situadas em cotas z = 9,15 m e z = 24,4 m, foi colocada uma bomba que fornece 400 cv de energia à corrente livre. Sendo dados A = 0,36 m², A = 0,18 m², (P / g) = 14 mca e (P / g) = 7 mca, determinar a perda de carga entre as seções (1) e (2), em (m).
0,0940 m;
94,0 m;
0,940 m;
9,40 m.

Se a eficiência da bomba for de 75%, determinar a potência necessária para acioná-la, em (kW).
0,343 kW
343 kW
3,43 kW
Nenhuma destas respostas

Determinar a vazão em volume, em (m³/s) e altura h, em (m), que o jato d’água pode atingir.
28,15.10^-3 m³/s; 10,12 m
28,15.10^-3 m³/s; 8,4 m
25,2.10^-3 m³/s; 8,40 m
25,2.10^-3 m³/s; 10,12 m

Determinar a velocidade da gasolina ao sair pelo furo, em (m/s), é:
3,99 m/s
39,9 m/s
0,399 m/s
399 m/s

Assinalar a (s) frase (s) corretas:
A pressão exercida por um fluido em equilíbrio é proporcional à sua viscosidade
A pressão que um fluido exerce no fundo de um vaso é sempre igual ao quociente do peso do fluido pela área do fundo
A pressão em um fluido homogêneo em equilíbrio estático varia linearmente com a profundidade
Superfície de nível é uma superfície de cota nula

Determinar a pressão absoluta, em (kPa), nos ouvidos de um mergulhador a 200 m de profundidade em água (massa específica 998kg/m³) e a quantidade de vezes que esta pressão é maior do que a pressão atmosférica.
1957,4 kPa e 19,3 vezes
101,3 kPa e 20 vezes
2058,7 kPa e 20,3 vezes
1957,4 kPa e 20,3 vezes

O manômetro em U é um dispositivo usado para:
medir a pressão através de um mostrador com ponteiro;
medir a pressão através de uma membrana elástica;
medir a pressão através de uma coluna de fluido; esposta correta
medir a pressão através de um manômetro diferencial.

Assinale as frases corretas:
a) o piezômetro, também chamado de tubo piezométrico, é a mais simples forma de manômetro
b) os piezômetros medem a pressão dos gases
c) o barômetro mede o valor absoluto da pressão atmosférica
d) o manômetro de líquido é também conhecido como aneróide, barômetro de Vidi ou de bourdon
e) o manômetro diferencial é o manômetro de líquido que mede a diferença de pressão entre 2 pontos
f) a pressão efetiva é também chamada de pressão manométrica

Assinale as frases corretas:
a) é a pressão que atua sobre a superfície do fundo de um recipiente cheio, e depende da altura do fluido existente no recipiente e do tipo de recipiente usado;
b) a diferença de pressões entre 2 pontos de uma massa líquida em equilíbrio é igual à diferença de profundidade multiplicada pela massa específica;
c) no interior de um fluido em repouso, pontos de uma mesma profundidade suportam a mesma pressão;
d) a pressão absoluta atinge o zero quando um vácuo ideal é obtido, ou seja, na situação de ausência de matéria. Nessa escala, existem valores positivos, negativos e nulos de pressão.
todas as frases estão corretas;
todas as frases estão erradas;
c; Correto!
c,d.

Determinar a pressão absoluta em (kPa), se a pressão atmosférica é igual a 100 kPa.
60 kPa
140 kPa
- 60 kPa
-140 kPa
100 kPa

A pressão atmosférica é chamada de pressão barométrica, por ser medida por um instrumento chamado:
manômetro em U;
manômetro de bourdon;
vacuômetro;
barômetro; Correto!

FOX, Robert W.; McDONALD, Alan T.; PRITCHARD, Philip J.; Mitchell, John W. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 9 ed., RJ: LTC, 2018.
A maioria dos problemas da Engenharia envolve dimensões muito superiores ao volume mínimo necessário para consideração da hipótese do contínuo.
Verdadeiro
Falso

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Questões resolvidas

A lei da conservação de massa é uma lei que pode ser compreendida através de frases simples. Marque a frase que melhor se relaciona com esta lei.
A soma da massa em um volume de controle não varia no tempo;
A soma da massa em um sistema fechado não varia no tempo;
A soma da energia eu entra e igual à soma da energia que sai;
A soma da massa que entra é igual à soma da massa que sai.

Um fluido ideal, sem viscosidade e incompressível, escoa por um tubo horizontal de seção quadrada de lado L = 2,0 cm. Esse tubo, a partir de um certo ponto, se expande de modo a ter, a partir desse ponto, o lado L = 6,0 cm. Sabendo que a vazão do tubo é de 3,6 litros/s, determinar a variação da pressão ΔP = P2 − P1 , em (kPa):
400
40
0,40
0,040

A água que escoa por um tubo de 1” de diâmetro é jogada em um balde vazio de 100 g de massa. Se após 5 s a massa do balde com água é de 3,7 Kg, determinar a velocidade média do escoamento em (m/s). Considerar a massa específica da água igual a 998 kg/m³.
0,146 m/s;
1,42 m/s;
0,142 m/s;
1,46 m/s.

Em um tubo de Venturi horizontal, instala-se um manômetro diferencial de água. Desprezando as perdas de energia e supondo constante o peso específico do ar ( = 1,3kgf/m ) e os diâmetros do tubo (D = 500 mm, D = 300 mm).
Obter as velocidades médias em (1) e (2), em (m/s).
14,08 m/s; 39,45 m/s
39,45 m/s; 14,08 m/s
3,945 m/s; 1,408 m/s
1,408 m/s; 3,945 m/s

Refrigerante R134a entra no compressor de aparelho de ar condicionado a 4 bar, 20º C, entalpia específica de 262,96 kJ/kg, e é comprimido em regime permanente até 12 bar e 80º C, entalpia específica de 310,24 kJ/kg. A vazão mássica do refrigerante é de 4,0 kg/s. A potência de entrada do compressor é de 60 kW. Desprezando os efeitos das energias cinética e potencial, determinar a transferência de calor, em (kW):
(- 129,12 kW);
129,12 kW;
129,12 W;
(- 129,12 W).

O conjunto elevatório esquematizado na figura trabalha nas seguintes condições: - vazão = 5,0 litros/s - material = aço comercial - rendimento total = 70% - diâmetro da tubulação de recalque = 50 mm - diâmetro da tubulação de sucção = 75 mm - dimensões: L = 5,0 m L = 18,0 m L = 60,0 m - fluido: água a 20ºC - acessório 1 - registro gaveta aberto, acessório 2 - curva de 90 R/D = 1, acessório 3 - cotovelo de 90 Raio Longo e acessório 4 - saída de canalização. Usar a equação de Colebrook para determinação do fator de atrito. Usar a tabela postada para determinação da rugosidade relativa do material. Usar o método dos comprimentos equivalentes para perdas de carga localizadas. Determinar: 1.1. altura manométrica em (m). 1.2. potência do conjunto elevatório em (cv).
50 m; 5 cv;
62,7 m; 6,24 cv;
62,7 m; 5 cv;
50 m; 6,24 cv

Determinar a vazão volumétrica de um escoamento de glicerina por um duto de secção quadrada de lado 1 in, cuja velocidade média vale 3 m/s, em (m³/s). Considerar a massa específica da água igual 1000 Kg/m³.
1,94 x 10⁻³ m³/s;
1,94 m³/s;
0,194 m³/s;

No cálculo da perda de carga no escoamento através de uma tubulação, o fator de atrito é um parâmetro muito importante. Em determinado problema, o fator de atrito é calculado utilizando-se diagramas ou correlações. Para o escoamento de água em uma tubulação com diâmetro D e rugosidade relativa , diferente de zero, o fator de atrito é:
é uma constante, independendo do regime de escoamento.
é uma função da vazão e da rugosidade relativa, caso o escoamento esteja no regime laminar.
é uma função somente da rugosidade relativa, caso o Reynolds seja suficientemente elevado.
tem um comportamento monotônico, aumentando na medida em que a vazão aumenta.
diminui com o aumento da rugosidade relativa, caso o escoamento seja turbulento com um número de Reynolds fixo.

Em uma tubulação escoa água com uma vazão de 1,5 m³/s. Entre as seções (1) e (2), situadas em cotas z = 9,15 m e z = 24,4 m, foi colocada uma bomba que fornece 400 cv de energia à corrente livre. Sendo dados A = 0,36 m², A = 0,18 m², (P / g) = 14 mca e (P / g) = 7 mca, determinar a perda de carga entre as seções (1) e (2), em (m).
0,0940 m;
94,0 m;
0,940 m;
9,40 m.

Se a eficiência da bomba for de 75%, determinar a potência necessária para acioná-la, em (kW).
0,343 kW
343 kW
3,43 kW
Nenhuma destas respostas

Determinar a vazão em volume, em (m³/s) e altura h, em (m), que o jato d’água pode atingir.
28,15.10^-3 m³/s; 10,12 m
28,15.10^-3 m³/s; 8,4 m
25,2.10^-3 m³/s; 8,40 m
25,2.10^-3 m³/s; 10,12 m

Determinar a velocidade da gasolina ao sair pelo furo, em (m/s), é:
3,99 m/s
39,9 m/s
0,399 m/s
399 m/s

Assinalar a (s) frase (s) corretas:
A pressão exercida por um fluido em equilíbrio é proporcional à sua viscosidade
A pressão que um fluido exerce no fundo de um vaso é sempre igual ao quociente do peso do fluido pela área do fundo
A pressão em um fluido homogêneo em equilíbrio estático varia linearmente com a profundidade
Superfície de nível é uma superfície de cota nula

Determinar a pressão absoluta, em (kPa), nos ouvidos de um mergulhador a 200 m de profundidade em água (massa específica 998kg/m³) e a quantidade de vezes que esta pressão é maior do que a pressão atmosférica.
1957,4 kPa e 19,3 vezes
101,3 kPa e 20 vezes
2058,7 kPa e 20,3 vezes
1957,4 kPa e 20,3 vezes

O manômetro em U é um dispositivo usado para:
medir a pressão através de um mostrador com ponteiro;
medir a pressão através de uma membrana elástica;
medir a pressão através de uma coluna de fluido; esposta correta
medir a pressão através de um manômetro diferencial.

Assinale as frases corretas:
a) o piezômetro, também chamado de tubo piezométrico, é a mais simples forma de manômetro
b) os piezômetros medem a pressão dos gases
c) o barômetro mede o valor absoluto da pressão atmosférica
d) o manômetro de líquido é também conhecido como aneróide, barômetro de Vidi ou de bourdon
e) o manômetro diferencial é o manômetro de líquido que mede a diferença de pressão entre 2 pontos
f) a pressão efetiva é também chamada de pressão manométrica

Assinale as frases corretas:
a) é a pressão que atua sobre a superfície do fundo de um recipiente cheio, e depende da altura do fluido existente no recipiente e do tipo de recipiente usado;
b) a diferença de pressões entre 2 pontos de uma massa líquida em equilíbrio é igual à diferença de profundidade multiplicada pela massa específica;
c) no interior de um fluido em repouso, pontos de uma mesma profundidade suportam a mesma pressão;
d) a pressão absoluta atinge o zero quando um vácuo ideal é obtido, ou seja, na situação de ausência de matéria. Nessa escala, existem valores positivos, negativos e nulos de pressão.
todas as frases estão corretas;
todas as frases estão erradas;
c; Correto!
c,d.

Determinar a pressão absoluta em (kPa), se a pressão atmosférica é igual a 100 kPa.
60 kPa
140 kPa
- 60 kPa
-140 kPa
100 kPa

A pressão atmosférica é chamada de pressão barométrica, por ser medida por um instrumento chamado:
manômetro em U;
manômetro de bourdon;
vacuômetro;
barômetro; Correto!

FOX, Robert W.; McDONALD, Alan T.; PRITCHARD, Philip J.; Mitchell, John W. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 9 ed., RJ: LTC, 2018.
A maioria dos problemas da Engenharia envolve dimensões muito superiores ao volume mínimo necessário para consideração da hipótese do contínuo.
Verdadeiro
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