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Fenômenos de Transporte

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Nos tópicos introdutórios de mecânica dos fluidos, foram definidas várias propriedades físicas. Existe uma relação entre a viscosidade dinâmica e a viscosidade cinemática do fluido em função de sua densidade.
Com relação ao valor da viscosidade cinemática do ar nesse estado, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A viscosidade cinemática do ar será 0,00000501m²/s.
( ) A densidade do ar não varia com a temperatura, portanto, a viscosidade cinemática é igual à viscosidade dinâmica.
( ) A densidade do ar varia com a pressão e temperatura, portanto, a viscosidade cinemática não será igual à viscosidade dinâmica.
( ) A viscosidade cinemática do ar será 0,0000077m²/s.
A V - V - F - F.
B V - F - V - F.
C F - F - V - V.
D F - V - F - V.

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Vamos analisar cada uma das afirmações sobre a viscosidade cinemática do ar: ( ) A viscosidade cinemática do ar será 0,00000501m²/s. É falsa. A viscosidade cinemática do ar a 20°C é aproximadamente 0,0000151 m²/s, portanto, essa afirmação está incorreta. ( ) A densidade do ar não varia com a temperatura, portanto, a viscosidade cinemática é igual à viscosidade dinâmica. É falsa. A densidade do ar varia com a temperatura e a pressão, e a viscosidade cinemática é calculada como a razão entre a viscosidade dinâmica e a densidade do fluido, portanto, não é correta essa afirmação. ( ) A densidade do ar varia com a pressão e temperatura, portanto, a viscosidade cinemática não será igual à viscosidade dinâmica. É verdadeira. A viscosidade cinemática depende da densidade e da viscosidade dinâmica, e como a densidade do ar varia, a viscosidade cinemática não será igual à viscosidade dinâmica. ( ) A viscosidade cinemática do ar será 0,0000077m²/s. É falsa. Como mencionado anteriormente, a viscosidade cinemática do ar a 20°C é aproximadamente 0,0000151 m²/s, portanto, essa afirmação também está incorreta. Com isso, temos a seguinte classificação: F - F - V - F. A alternativa que apresenta a sequência correta é a C) F - F - V - V.

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Fluidos são substâncias que se deformam continuadamente sob a ação de uma determinada tensão, por menor que seja tal tensão.
Qual é o tipo de tensão aplicada que causa a deformação de um fluido e, por consequência, seu escoamento?
A Tensão de compressão.
B Tensão de viscosidade normal.
C Tensão cisalhante.
D Tensão cisalhante normal.

Um manômetro é usado para medir a pressão em um tanque. O fluido manométrico usado possui uma gravidade específica (densidade relativa) de 0,93 e a altura da coluna do manômetro é de 62 cm.
Se a pressão atmosférica local for de 87 kPa, determine a pressão absoluta dentro do tanque.
A A pressão absoluta dentro do tanque equivale a 143,56 kPa.
B A pressão absoluta dentro do tanque equivale a 87,56 kPa.
C A pressão absoluta dentro do tanque equivale a 92,66 kPa.
D A pressão absoluta dentro do tanque equivale a 652,64 kPa.

A viscosidade é uma propriedade intrínseca dos fluidos e pode ser usada para caracterizar os líquidos e gases, além de ser utilizada no projeto de sistemas de escoamentos de fluidos em tubulações.
Com relação à viscosidade, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A viscosidade está associada à resistência que o fluido oferece à deformação por cisalhamento, ou seja, corresponde ao atrito externo nos fluidos devido às interações intermoleculares, normalmente em função da temperatura.
( ) Os fluidos reais possuem viscosidade, em maior ou menor intensidade, de forma que, quando em escoamento com gradientes de velocidade, apresentam fenômenos de atrito viscoso. A viscosidade é causada fundamentalmente pela coesão intermolecular e pela transferência do momento linear através do fluido.
( ) A viscosidade é a propriedade do fluido que determina a velocidade com que os líquidos se moldam aos recipientes que os contêm. A água se molda rapidamente a um recipiente, enquanto que a glicerina possui um processo mais lento. A viscosidade da glicerina é muito maior que a da água, ou seja, a glicerina oferece uma resistência maior à deformação por cisalhamento.
( ) A viscosidade depende da temperatura, e verificam-se efeitos similares sobre a viscosidade de gases e de líquidos em função da variação da temperatura.
( ) As tensões cisalhantes e a viscosidade dependem da intensidade das forças de coesão intermoleculares, que aumentam com o acréscimo de temperatura, de maneira que a viscosidade dos líquidos diminui com a redução da temperatura.
A V - V - F - V - F.
B F - V - V - F - F.
C V - F - F - V - V.
D F - F - V - F - V.

A cinemática dos fluidos estuda o comportamento de fluidos em escoamento. Seus fundamentos são importantes para acoplar o estudo de balanços de massa e energia que caracterizam a dinâmica dos fluidos.
Sobre a classificação dos escoamentos, analise as sentenças a seguir:
I- A classificação dos escoamentos depende da velocidade, mas também depende da forma como este ocorre.
II- O regime de escoamento depende das relações entre o diâmetro do duto, velocidade média de escoamento no duto, viscosidade do fluido e massa específica do fluido.
III- A transferência de calor é mais eficiente no escoamento laminar que no escoamento turbulento.
IV- A camada limite é a região onde o escoamento não é influenciado pela presença da superfície sólida com o qual está em contato o fluido.
A As sentenças I, II e III estão corretas.
B As sentenças I e IV estão corretas.
C As sentenças II e IV estão corretas.
D As sentenças I e II estão corretas.

O matemático holandês Simon Stevin (1548-1620) publicou em 1586 o princípio físico fundamental da estática dos fluidos, utilizado nos cálculos da manometria.
Com base nesse conceito, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) O mercúrio tem massa específica maior do que a água. Portanto, a pressão no ponto "H" é maior do que a pressão nos pontos "D" e "E".
( ) A pressão do fluido no ponto "D" do tanque é maior do que no ponto "E" em função da curvatura da superfície do tanque.
( ) A pressão do fluido no ponto "E" do tanque é maior do que no ponto "H", pois a água tem densidade maior do que o mercúrio.
A) V - F - F.
B) F - F - V.
C) F - V - V.
D) V - V - F.

Quando um fluido se move em relação a um sólido ou quando dois fluidos se movem um em relação ao outro, temos a influência de uma propriedade importante dos fluidos chamada viscosidade.
Sobre o que expressa a viscosidade de um fluido, analise as sentenças a seguir:
I- Representa a força interna de um fluido que promove o seu movimento.
II- Representa a resistência interna de um fluido ao movimento.
III- Representa a velocidade de escoamento de um fluido.
A As sentenças I e III estão corretas.
B As sentenças II e III estão corretas.
C Somente a sentença II está correta.
D Somente a sentença I está correta.

Com relação à viscosidade, os fluidos podem ser classificados em newtonianos e não newtonianos, dependendo do comportamento linear ou não linear no que diz respeito à relação entre a tensão de cisalhamento e o gradiente local de velocidade.
Com relação às características dos fluidos newtonianos e não newtonianos, assinale a alternativa CORRETA:
A Os fluidos não newtonianos têm o comportamento totalmente dependente do tempo.
B Para um fluido não newtoniano, a relação entre a taxa de deformação e a tensão de cisalhamento é constante.
C Um fluido que se comporta como newtoniano somente após uma tensão mínima ser excedida é denominado plástico de Bingham.
D Os fluidos viscoelásticos, quando submetidos a uma tensão de cisalhamento, sofrem uma deformação; quando esta cessa, a deformação sofrida permanece.

A cinemática dos fluidos estuda o comportamento de fluidos em escoamento. Seus fundamentos são importantes para acoplar o estudo de balanços de massa e energia que caracterizam a dinâmica dos fluidos.
Para observar o comportamento de um fluido escoando num duto transparente horizontal, injetou-se um corante no centro da seção do duto. Com relação aos regimes de escoamento observados na figura, ordene os tipos de escoamento apresentados pelo fluido, numa situação em que o fluido escoa inicialmente em sua velocidade máxima e gradativamente a velocidade de escoamento vai diminuindo:
A III - I - II.
B III - II - I.
C II - I - III.
D I - III - II.

Fenômenos de Transporte envolvem o estudo de três grandes áreas aplicadas na Engenharia: o estudo da transferência de quantidade de movimento, transferência de calor e transferência de massa.
Com base na aplicação dessas três grandes áreas de estudo em situações práticas da Engenharia, analise as sentenças a seguir:
I- O estudo da transferência de massa e de quantidade de movimento é muito aplicada em processos químicos, por exemplo, na indústria alimentícia.
II- O estudo da transferência de calor é abordado somente em aplicações práticas da mecânica dos fluidos, principalmente na estática dos fluidos.
III- As aplicações dos conceitos de fenômenos de transporte na Engenharia e em processos industriais fazem parte das operações unitárias.
A Somente a sentença II está correta.
B Somente a sentença I está correta.
C As sentenças I e III estão corretas.
D As sentenças II e III estão corretas.