Respostas atividade 4

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 Pergunta 1 
1 em 1 pontos 
 Leia o excerto a seguir. 
 
“A Lei de Fourier é oriunda da observação fenomenológica, ou seja, ela foi 
desenvolvida a partir de fenômenos observados: a generalização de 
evidências experimentais exaustivas, ao invés da dedução a partir de 
princípios gerais. Essa lei define a propriedade do material que se denomina 
condutividade térmica”. 
MORAN, M. J. et al. Introdução à Engenharia de Sistemas Térmicos : 
Termodinâmica, Mecânica dos fluidos e Transferência de calor. Rio de 
Janeiro: LTC, 2005. p. 402. 
Alguns valores tabelados dessa propriedade estão mostrados na seguinte 
figura: 
 
Fonte: Moran et al. (2005, p. 402). 
A respeito da condutividade térmica, analise as afirmativas a seguir e 
assinale V 
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) As maiores condutividades térmicas são apresentadas pelos metais 
puros. 
II. ( ) O hidrogênio possui uma maior condutividade térmica do que o dióxido 
de carbono. 
III. ( ) O mercúrio possui uma menor condutividade térmica do que a água. 
IV. ( ) Os sólidos não metálicos apresentam menor condutividade térmica do 
que os gases. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
 
Resposta Selecionada: 
V, V, F, F. 
Resposta Correta: 
V, V, F, F. 
Comentário 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta. Realmente, as 
maiores condutividades térmicas são apresentadas pelo zinco e 
prata, que estão classificados no grupo dos metais puros. 
Enquanto a condutividade térmica do hidrogênio é de 0,1 W/m.K, 
a do dióxido de carbono é de 0,01 W/m.K, ou seja, ela é 10 vezes 
maior. A condutividade térmica do mercúrio é quase 10 vezes 
maior do que a água. Já os sólidos não metálicos apresentam 
uma condutividade térmica quase 100 vezes maior do que os 
gases. 
 
 
 Pergunta 2 
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. 
Comentário 
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 3 
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. 
 
 
 
 
 
 
 
Comentário 
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 4 
0 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, e a II 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. 
Comentário 
da resposta: 
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois as 
duas asserções apresentadas são proposições verdadeiras, mas 
a asserção II não justifica a asserção I, já que as bombas são 
equipamentos projetados para levar um fluido de um ponto A 
para um ponto B. O que é importante para a determinação da 
potência da bomba é a viscosidade do fluido, uma vez que o 
fluido perde velocidade devido à tensão de cisalhamento que 
ocorre entre ele e a parede da tubulação. Nesse sentido, 
somente a viscosidade do fluido é importante para determinarmos 
a potência da bomba. O tamanho da tubulação influenciará na 
tensão de cisalhamento, pois a tensão de cisalhamento é 
causada pelo atrito da parede da tubulação e do líquido que, por 
sua vez, será maior ou menor devido à viscosidade do fluido. 
 
 
 Pergunta 5 
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 Eulere 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. 
Comentário 
da 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 6 
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. 
Comentário 
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 7 
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. 
Comentário 
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 8 
0 em 1 pontos 
 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: 
 
Resposta Selecionada: 
II e III, apenas. 
Resposta Correta: 
I, II e III, apenas. 
Comentário 
da resposta: 
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, porque 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. 
 
 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. 
Comentário 
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 oexcerto 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. 
 
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. 
Comentário 
da resposta: 
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. 
 
 
Sábado, 26 de Junho de 2021 16h32min40s BRT