Escoamento compressvel

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Escoamento compressível 
O que caracteriza um escoamento compressivel?
a) A variacao significativa da pressao ao longo do escoamento.
b) A variacao significativa da densidade do fluido ao longo do escoamento.
c) O escoamento em baixas velocidades, abaixo de 0,3 Mach.
d) O escoamento onde a viscosidade do fluido e constante.
Resposta correta: b) A variacao significativa da densidade do fluido ao longo do escoamento.
Explicacao: O escoamento e considerado compressivel quando ha variacoes importantes na
densidade do fluido, o que normalmente ocorre em velocidades proximas ou superiores a 0,3 Mach.
Em escoamentos compressiveis, qual e o numero de Mach que indica a transicao para regime
compressivel?
a) 0,1
b) 0,3
c) 0,7
d) 1,0
Resposta correta: b) 0,3
Explicacao: Escoamentos com numero de Mach acima de aproximadamente 0,3 comecam a
apresentar efeitos compressiveis significativos, ja que as variacoes de densidade passam a ser
relevantes.
Qual das opcoes a seguir melhor descreve o que e um choque de onda (onda de choque) em
escoamentos compressiveis?
a) Uma transicao gradual e continua entre estados de pressao diferentes.
b) Uma descontinuidade abrupta e quase instantanea nas propriedades do fluido, como pressao,
temperatura e densidade.
c) Uma regiao onde a velocidade do fluido permanece constante.
d) Um fenomeno que ocorre apenas em escoamentos sub-sonicos.
Resposta correta: b) Uma descontinuidade abrupta e quase instantanea nas propriedades do fluido,
como pressao, temperatura e densidade.
Explicacao: A onda de choque e uma descontinuidade quase instantanea que altera drasticamente
as propriedades do fluido, tipica em escoamentos supersonicos.
O que acontece com a pressao, temperatura e densidade do fluido ao passar por uma onda de
choque normal?
a) A pressao aumenta, a temperatura aumenta e a densidade diminui.
b) A pressao diminui, a temperatura diminui e a densidade aumenta.
c) A pressao aumenta, a temperatura aumenta e a densidade aumenta.
d) A pressao permanece constante, a temperatura diminui e a densidade aumenta.
Resposta correta: c) A pressao aumenta, a temperatura aumenta e a densidade aumenta.
Explicacao: Ao atravessar uma onda de choque normal, o fluido sofre um aumento abrupto na
pressao, temperatura e densidade, pois a energia cinetica e convertida em energia interna.
Em escoamento compressivel, o que significa o termo isentropico?
a) Processo onde a entropia do fluido aumenta significativamente.
b) Processo onde o fluido perde energia para o ambiente.
c) Processo reversivel e adiabatico, sem troca de calor e sem aumento de entropia.
d) Processo em que a pressao se mantem constante.
Resposta correta: c) Processo reversivel e adiabatico, sem troca de calor e sem aumento de
entropia.
Explicacao: Escoamentos isentropicos sao ideais, em que nao ha perda de energia por atrito ou
transferencia de calor, logo, a entropia permanece constante.
Qual e o comportamento do numero de Mach ao longo de um duto convergente-divergente em
escoamento compressivel?
a) O numero de Mach diminui continuamente ao longo do duto.
b) O numero de Mach e constante ao longo de todo o duto.
c) O numero de Mach aumenta na secao convergente e diminui na secao divergente.
d) O numero de Mach pode atingir Mach 1 na garganta e aumentar na secao divergente para
regime supersonico.
Resposta correta: d) O numero de Mach pode atingir Mach 1 na garganta e aumentar na secao
divergente para regime supersonico.
Explicacao: Em dutos convergentes-divergentes, o escoamento pode acelerar ate Mach 1 na
garganta e, se as condicoes forem adequadas, alcancar regime supersonico na parte divergente.
O que e a condicao de escoamento choked (estrangulado)?
a) Quando a pressao do fluido cai abaixo da pressao atmosferica.
b) Quando o numero de Mach no ponto mais estreito do duto atinge exatamente 1, limitando o fluxo
maximo.
c) Quando a temperatura do fluido atinge zero absoluto.
d) Quando a velocidade do escoamento e zero.
Resposta correta: b) Quando o numero de Mach no ponto mais estreito do duto atinge exatamente
1, limitando o fluxo maximo.
Explicacao: O escoamento fica estrangulado ou choked quando a velocidade atinge Mach 1 na
garganta, e o fluxo nao pode aumentar mesmo com queda adicional na pressao de saida.
Em um escoamento compressivel ideal e isentropico, como se relacionam as pressoes estatica e
total?
a) A pressao total e sempre menor que a pressao estatica.
b) A pressao total e constante ao longo do escoamento.
c) A pressao total diminui com o aumento da velocidade do fluido.
d) A pressao estatica e igual a pressao total.
Resposta correta: b) A pressao total e constante ao longo do escoamento.
Explicacao: Em um escoamento isentropico ideal, a pressao total (pressao que o fluido teria se
fosse desacelerado ate repouso sem perda de energia) permanece constante.
Qual e a importancia da temperatura critica em escoamentos compressiveis?
a) E a temperatura minima necessaria para iniciar o escoamento.
b) E a temperatura maxima permitida para que o escoamento nao se torne turbulento.
c) E a temperatura na qual o escoamento atinge Mach 1 e o fluxo se torna estrangulado.
d) E a temperatura do fluido a saida do escoamento.
Resposta correta: c) E a temperatura na qual o escoamento atinge Mach 1 e o fluxo se torna
estrangulado.
Explicacao: A temperatura critica esta associada a condicao de Mach 1 e fluxo estrangulado;
abaixo dela, o fluxo nao pode aumentar apesar da queda da pressao de saida.
Qual dos seguintes fenomenos nao ocorre em escoamentos compressiveis?
a) Expansao de ondas em angulo de Mach.
b) Formacao de ondas de choque obliquas.
c) Compressao adiabatica da fluido.
d) Escoamento perfeitamente incompressivel.
Resposta correta: d) Escoamento perfeitamente incompressivel.
Explicacao: Em escoamentos compressiveis, a variacao de densidade e significativa, o que
contradiz o conceito de escoamento incompressivel onde a densidade e constante.
Qual e o efeito principal da viscosidade em escoamentos compressiveis?
a) A viscosidade e sempre desprezivel em escoamentos compressiveis.
b) A viscosidade pode causar dissipacao de energia e aumento de entropia, tornando o
escoamento nao isentropico.
c) A viscosidade aumenta a velocidade do escoamento.
d) A viscosidade reduz a pressao total ao longo do escoamento sem afetar a temperatura.
Resposta correta: b) A viscosidade pode causar dissipacao de energia e aumento de entropia,
tornando o escoamento nao isentropico.
Explicacao: A presenca de viscosidade gera perdas por atrito, dissipando energia e aumentando a
entropia, o que se afasta do ideal isentropico.
Em um escoamento supersonico, o que ocorre quando ha uma expansao subita do canal por onde
o fluido passa?
a) Formacao de uma onda de choque.
b) Formacao de uma onda de expansao (onda Prandtl-Meyer).
c) Reducao instantanea da temperatura e da pressao.
d) O fluido volta ao regime subsonico.
Resposta correta: b) Formacao de uma onda de expansao (onda Prandtl-Meyer).
Explicacao: Em escoamentos supersonicos, uma expansao subita gera ondas de expansao que
diminuem a pressao e a temperatura, acelerando o fluido ainda mais.
Por que o escoamento em torno de objetos aerodinamicos em alta velocidade e considerado
compressivel?
a) Porque a viscosidade aumenta significativamente.
b) Porque a densidade do ar se mantem constante.
c) Porque as mudancas de pressao causam variacoes importantes na densidade do ar.
d) Porque a temperatura e sempre constante.
Resposta correta: c) Porque as mudancas de pressao causam variacoes importantes na densidade
do ar.
Explicacao: Em altas velocidades, as variacoes de pressao sao suficientes para causar mudancas
de densidade significativas, tornando o escoamento compressivel.
Em escoamento compressivel, o que significa o termo isentalpico?
a) Processo onde a entalpia permanece constante.
b) Processo onde a entropia e a entalpia permanecem constantes.
c) Processo onde a temperatura permanece constante.d) Processo onde a pressao permanece constante.
Resposta correta: a) Processo onde a entalpia permanece constante.
Explicacao: Isentalpico refere-se a processos em que a entalpia nao varia, o que e comum em
escoamentos adiabaticos sem trabalho externo.
Qual e a diferenca principal entre uma onda de choque normal e uma obliqua?
a) Onda normal ocorre em regime sub-sonico, e obliqua em regime supersonico.
b) Onda normal e perpendicular ao escoamento e obliqua forma um angulo com a direcao do
escoamento.
c) Onda normal nao altera a pressao, enquanto a obliqua altera.
d) Onda normal causa expansao e obliqua causa compressao.
Resposta correta: b) Onda normal e perpendicular ao escoamento e obliqua forma um angulo com
a direcao do escoamento.
Explicacao: A onda normal e perpendicular a direcao do fluxo, causando uma desaceleracao direta,
enquanto a obliqua forma um angulo, alterando a velocidade e direcao do fluxo.
Como a velocidade do som se relaciona com a temperatura do fluido em escoamentos
compressiveis?
a) A velocidade do som e independente da temperatura do fluido.
b) A velocidade do som diminui com o aumento da temperatura.
c) A velocidade do som aumenta com o aumento da temperatura.
d) A velocidade do som depende apenas da pressao do fluido.
Resposta correta: c) A velocidade do som aumenta com o aumento da temperatura.
Explicacao: A velocidade do som em um gas ideal e proporcional a raiz quadrada da temperatura
absoluta do fluido; portanto, temperaturas mais altas elevam a velocidade do som.
Qual e a relacao entre a pressao estatica e a pressao total em um escoamento compressivel
isentropico?
a) A pressao estatica e maior que a pressao total.
b) A pressao estatica e total sao iguais.
c) A pressao total e maior que a pressao estatica.
d) A pressao total depende da viscosidade.
Resposta correta: c) A pressao total e maior que a pressao estatica.
Explicacao: A pressao total representa a pressao se o fluido fosse desacelerado ate repouso sem
perda de energia, portanto e sempre maior que a pressao estatica em movimento.
O que e o numero de Reynolds e qual sua relevancia no contexto de escoamentos compressiveis?
a) E um numero que relaciona forcas inerciais e viscosas, influenciando se o escoamento e laminar
ou turbulento.
b) E o numero que indica a compressibilidade do fluido.
c) E o numero que mede a temperatura do fluido.
d) Nao tem relevancia em escoamentos compressiveis.
Resposta correta: a) E um numero que relaciona forcas inerciais e viscosas, influenciando se o
escoamento e laminar ou turbulento.
Explicacao: O numero de Reynolds e importante para determinar o regime de escoamento (laminar
ou turbulento), sendo relevante tambem para escoamentos compressiveis.
O que ocorre com a velocidade do escoamento quando um fluido compressivel passa por um tubo
convergente?
a) A velocidade sempre diminui.
b) A velocidade aumenta ate o numero de Mach 1, dependendo da pressao de saida.
c) A velocidade permanece constante.
d) A velocidade diminui ate zero.
Resposta correta: b) A velocidade aumenta ate o numero de Mach 1, dependendo da pressao de
saida.
Explicacao: Em um tubo convergente, o fluido acelera ate atingir Mach 1 na garganta, caso a
pressao de saida permita o escoamento estrangulado.
Por que a equacao de Bernoulli nao pode ser usada diretamente em escoamentos compressiveis?
a) Porque ela considera a densidade constante, o que nao e valido para escoamentos
compressiveis.
b) Porque ela e valida somente para escoamentos turbulentos.
c) Porque ela ignora a viscosidade.
d) Porque e aplicada apenas para fluidos liquidos.
Resposta correta: a) Porque ela considera a densidade constante, o que nao e valido para
escoamentos compressiveis.
Explicacao: A equacao de Bernoulli e derivada assumindo incompressibilidade, ou seja, densidade
constante, o que nao se aplica em escoamentos onde a densidade varia significativamente.