Questões de Engenharia Aeronáutica do ano 2009

Uma parede é composta de três materiais distintos, identificados por 1, 2 e 3, tais que suas condutividades térmicas k₁, k₂, e k₃ são distintas. A espessura da parede é 2L, sua largura (perpendicular ao plano do papel) é W e sua altura é H. O arranjo das camadas dessa parede é mostrado na figura acima. Não há perdas de calor significativas pelas superfícies superior e inferior, de tal forma que o fluxo de calor através da parede pode ser considerado unidimensional, na direção x. Considerando a situação acima descrita e os conceitos pertinentes à transferência de calor, julgue os itens que se seguem.

Desprezando-se a resistência térmica de contato entre as interfaces dos materiais que compõem a parede, é correto afirmar que a resistência térmica da parede é a soma das resistências térmicas de cada uma de suas camadas.

• C. Certo
• E. Errado

Uma parede é composta de três materiais distintos, identificados por 1, 2 e 3, tais que suas condutividades térmicas k₁, k₂, e k₃ são distintas. A espessura da parede é 2L, sua largura (perpendicular ao plano do papel) é W e sua altura é H. O arranjo das camadas dessa parede é mostrado na figura acima. Não há perdas de calor significativas pelas superfícies superior e inferior, de tal forma que o fluxo de calor através da parede pode ser considerado unidimensional, na direção x. Considerando a situação acima descrita e os conceitos pertinentes à transferência de calor, julgue os itens que se seguem.

Considerando-se as resistências térmicas de contato, a interface 2-3 não interfere no fluxo de calor total através da parede, de forma que apenas as interfaces 1-2 e 1-3 precisam ser levadas em conta para efeito dessa análise.

• C. Certo
• E. Errado

Uma parede é composta de três materiais distintos, identificados por 1, 2 e 3, tais que suas condutividades térmicas k₁, k₂, e k₃ são distintas. A espessura da parede é 2L, sua largura (perpendicular ao plano do papel) é W e sua altura é H. O arranjo das camadas dessa parede é mostrado na figura acima. Não há perdas de calor significativas pelas superfícies superior e inferior, de tal forma que o fluxo de calor através da parede pode ser considerado unidimensional, na direção x. Considerando a situação acima descrita e os conceitos pertinentes à transferência de calor, julgue os itens que se seguem.

Se, nas adjacências das camadas 2 e 3 da parede, houver um escoamento de ar à temperatura constante conhecida e cujo coeficiente médio de transferência de calor por convecção seja , a resistência térmica global do sistema será a soma da resistência térmica da parede com a resistência térmica convectiva associada ao escoamento, dada por , em que é a área total da parede em contato com o escoamento.

• C. Certo
• E. Errado

Considerando os princípios da transferência de calor, julgue os itens seguintes.

O envolvimento de uma tubulação metálica de raio constante que conduz água quente por um material de condutividade térmica menor que a do material da tubulação sempre favorecerá a manutenção da temperatura da água que escoa através dessa tubulação.

• C. Certo
• E. Errado

Considerando os princípios da transferência de calor, julgue os itens seguintes.

Aletas ou superfícies expandidas são extensões geométricas feitas nas superfícies de diversos dispositivos cuja finalidade é a remoção de calor destes. Para isso, o material utilizado na construção das aletas deve ter necessariamente condutividade térmica menor que a do material da superfície dos dispositivos.

• C. Certo
• E. Errado

Considerando os aspectos teóricos dos ciclos termodinâmicos e dos motores de combustão interna, julgue os itens subsequentes.

Em um ciclo Otto ideal, todas as trocas de calor ocorrem a volume constante.

• C. Certo
• E. Errado

Considerando os aspectos teóricos dos ciclos termodinâmicos e dos motores de combustão interna, julgue os itens subsequentes.

Considerando-se um ciclo Otto e um ciclo Diesel, ambos ideais, operando com a mesma substância de trabalho e na mesma razão de compressão, é correto afirmar que, se a razão de corte do ciclo Diesel for igual a 3, então sua eficiência térmica será maior do que a do ciclo Otto.

• C. Certo
• E. Errado

Considerando os aspectos teóricos dos ciclos termodinâmicos e dos motores de combustão interna, julgue os itens subsequentes.

Os ciclos termodinâmicos de Ericsson e Stirling ideais realizam as trocas de calor a temperatura constante, de forma que suas eficiências térmicas são iguais à eficiência térmica de um ciclo de Carnot operando entre os mesmos níveis de temperatura.

• C. Certo
• E. Errado

Considerando os aspectos teóricos dos ciclos termodinâmicos e dos motores de combustão interna, julgue os itens subsequentes.

O ciclo Brayton é o ciclo termodinâmico ideal para turbinas a gás. Seu rendimento térmico é uma função crescente da razão entre as pressões antes e depois da compressão. É correto afirmar que o uso de um regenerador ideal altera essa dependência, de forma que a eficiência térmica do ciclo Brayton com regeneração passa a ser uma função decrescente da razão de pressões.

• C. Certo
• E. Errado

Considerando os aspectos teóricos dos ciclos termodinâmicos e dos motores de combustão interna, julgue os itens subsequentes.

A principal diferença entre um ciclo Brayton simples e um ciclo de propulsão a jato é que, no primeiro caso, a pressão dos gases, ao final da expansão na turbina, é igual à pressão atmosférica, favorecendo, assim, a produção de trabalho líquido pelo ciclo. No segundo caso, não há trabalho líquido significativo produzido, de forma que os gases, na saída do equipamento, têm pressão superior à da atmosfera, permitindo a aceleração destes por um bocal, com a finalidade de se produzir empuxo.

• C. Certo
• E. Errado