Questões de Engenharia Mecânica do ano 2006

A figura abaixo representa uma turbina a vapor que perde calor para o ambiente.

Considerando que a turbina possui uma eficiência isoentrópica menor que 100%, analise as seguintes afirmativas:

1. A taxa de geração de entropia na turbina é necessariamente maior que zero.

2. A entropia na saída da turbina pode ser menor que a entropia na entrada.

3. O processo é necessariamente irreversível.

Assinale a alternativa correta:

• A.

  As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.

• B.

  Apenas a afirmativa 1 é falsa.

• C.

  Apenas a afirmativa 2 é falsa.

• D.

  Apenas a afirmativa 3 é falsa

• E.

  As afirmativas 1 e 2 são falsas.

O diagrama abaixo representa uma turbina a gás reversível e adiabática. O gás entra pela turbina com uma vazão mássica m, pressão p1, entalpia específica h1 e temperatura T1; e sai com pressão p2, entalpia específica h2 e temperatura T2. O calor específico à pressão constante do gás é cpo (que é uma propriedade que varia com a temperatura). Considerando que o gás escoando pela turbina possa ser considerado um gás perfeito, analise as seguintes afirmativas:

Assinale a alternativa correta:

• A.

  Apenas a afirmativa 1 é verdadeira.

• B.

  As afirmativas 1 e 2 são as únicas verdadeiras.

• C.

  As afirmativas 1 e 3 são as únicas verdadeiras.

• D.

  As afirmativas 1 e 4 são as únicas verdadeiras.

• E.

  As afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.

Considere um ciclo teórico de refrigeração por compressão de vapor consistindo de um compressor adiabático e reversível, um condensador isobárico, um tubo capilar isoentálpico e um evaporador isobárico. O estado termodinâmico na entrada da turbina é vapor saturado e na saída do condensador é líquido saturado. Definindo o coeficiente de performance do ciclo como a razão entre a taxa de transferência de calor no evaporador e o valor em módulo da potência consumida no compressor, considere as seguintes afirmativas.

1. O aumento da temperatura no condensador aumenta o coeficiente de performance do ciclo de refrigeração.

2. O aumento da temperatura no evaporador aumenta o coeficiente de performance do ciclo de refrigeração.

3. O aumento da temperatura no condensador aumenta a potência consumida pelo compressor.

4. O aumento da temperatura no evaporador aumenta a potência consumida pelo compressor.

Assinale a alternativa correta:

• A.

  Apenas as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.

• B.

  Apenas as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

• C.

  Apenas as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.

• D.

  As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

• E.

  As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras

A viscosidade é a razão entre a tensão cisalhante aplicada a um fluido e a taxa de deformação causada por esta tensão. Esta propriedade, a viscosidade, influencia diretamente a perda de carga em uma tubulação. Analise as seguintes afirmativas:

1. A viscosidade de um líquido aumenta com a temperatura.

2. A viscosidade de um gás aumenta com a temperatura

3. Fluido newtoniano é aquele em que a tensão de cisalhamento em uma superfície é balanceada pela tensão normal, de forma a respeitar a terceira lei da mecânica.

4. A pasta de dente é um exemplo de fluido não-newtoniano.

Assinale a alternativa correta:

• A.

  Apenas as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras

• B.

  Apenas as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

• C.

  Apenas as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.

• D.

  Apenas as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.

• E.

  Apenas as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras

A figura abaixo representa uma barragem. A comporta é formada pelo quarto de uma casca de cilindro, de raio H=50m. A altura da barragem também é H. A largura da comporta (na direção normal ao papel) é 100m.

Considere que a massa específica da água é 1000 kg/m³ e a aceleração da gravidade é 10 m/s ² . O momento na articulação da comporta é:

• A.

  0 kN.m

• B.

  500 kN.m

• C.

  1250 MN.m

• D.

  31500 MN.m

• E.

  63000 MN.m

Ao se analisar quantitativamente um problema de mecânica dos fluidos, é necessário utilizar algumas das seguintes leis: conservação da massa, conservação da energia, segunda lei da termodinâmica e a segunda lei do movimento de Newton. Adicionalmente a essas leis, também é necessário o uso de equações constitutivas, que não são gerais para todas as substâncias. Muito pelo contrário, são as equações constitutivas que caracterizam uma determinada substância estudada. Analise as afirmativas abaixo.

1. A "lei da viscosidade de Newton" é uma equação constitutiva.

2. A "lei de Fourier" é uma equação constitutiva

3. A "equação do gás perfeito" é uma equação constitutiva.

4. A "equação de Van der Waals" é uma equação constitutiva.

Assinale a alternativa correta:

• A.

  As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

• B.

  Apenas as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.

• C.

  Apenas as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.

• D.

  Apenas as afirmativas s 2 e 4 são verdadeiras.

• E.

  As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são falsas.

Deseja-se determinar o coeficiente de sustentação de uma nova aeronave que irá operar a uma velocidade de 800 km/h. Para tanto, o coeficiente será determinado experimentalmente em um modelo reduzido (escala 1:5) imerso em uma corrente de água. A viscosidade cinemática da água é 20 vezes inferior à viscosidade cinemática do ar. Qual deve ser a velocidade da corrente de água?

• A.

  40 km/h

• B.

  80 km/h

• C.

  160 km/h

• D.

  200 km/h.

• E.

  800 km/h

Considere duas tubulações retas horizontais, ambas de seção circular uniforme, nas quais o escoamento é laminar. O mesmo fluido escoa nas duas tubulações. As duas tubulações têm o mesmo comprimento e a mesma vazão volumétrica. Se a tubulação A tem um diâmetro duas vezes maior que o diâmetro da tubulação B, pode-se afirmar que a queda de pressão na tubulação A é:

• A.

  2 vezes maior que na tubulação B.

• B.

  2 vezes menor que na tubulação B.

• C.

  16 vezes maior que na tubulação B

• D.

  16 vezes menor que na tubulação B.

• E.

  32 vezes maior que na tubulação B.

A figura abaixo representa um bocal convergente-divergente no qual há um escoamento isoentrópico de ar. O número de Mach tem valor unitário na seção "e". A pressão na seção de saída é menor que a pressão na seção "e".

Em relação a este bocal, analise as seguintes afirmativas sobre o comportamento do ar conforme este se desloca da esquerda para a direita:

1. Na seção convergente, a velocidade aumenta.

2. Na seção convergente, a pressão aumenta.

3. Na seção divergente, a velocidade aumenta.

4. Na seção divergente, a pressão aumenta.

Assinale a alternativa correta:

• A.

  São verdadeiras apenas as afirmativas 1 e 3.

• B.

  São verdadeiras apenas as afirmativas 1 e 4.

• C.

  São verdadeiras apenas as afirmativas 1, 3 e 4.

• D.

  São verdadeiras as afirmativas 1, 2, 3 e 4.

• E.

  Apenas a afirmativa 1 é verdadeira.

A figura abaixo representa o processo de transferência de calor para uma edificação. A energia solar (Q₁) incidente sobre o solo provoca o seu aquecimento e, conseqüentemente, um movimento de ascensão do ar (distante da edificação) com velocidade V₁. Este movimento de ascensão causa uma zona de baixa pressão, o que origina um vento horizontal com velocidade V₂.

Quando se analisa o processo de transferência de calor entre o ambiente externo e a parede da edificação (volume de controle tracejado), é correto afirmar que os mecanismos de transferência de calor são:

• A.

  Condução e convecção natural.

• B.

  Condução e convecção forçada

• C.

  Radiação e convecção natural.

• D.

  Radiação e convecção forçada

• E.

  Condução e radiação.