Questões de Engenharia Mecânica do ano 2007

Sobre um resistor elétrico cilíndrico e imerso no ar, analise as afirmativas referentes à circulação de uma corrente elétrica:

I - A temperatura do ponto central é a maior temperatura no interior do resistor.
II - Os mecanismos de dissipação do calor gerado por efeito joule na superfície do resistor são a convecção e a radiação térmicas.
III - Caso este resistor tenha um diâmetro reduzido e o ar externo for estagnado, a inserção de um revestimento externo poderá aumentar a dissipação de calor.
IV - No interior do resistor, o mecanismo de transmissão de calor dominante é a radiação térmica.
V - Quanto maior a condutividade térmica do material do resistor, menor a diferença de temperaturas entre a superfície e o centro.

A única afirmativa FALSA é:

• A.

  I

• B.

  II

• C.

  III

• D.

  IV

• E.

  V

Uma placa plana, com comprimento e largura muito maiores do que a espessura, separa dois fluidos cuja diferença entre suas temperaturas médias (média no espaço) é de 10oC. A espessura é igual a 1m e a condutividade térmica da placa é igual a 10 W /m.K. Os coeficientes de transmissão de calor médio convectivo entre os fluidos e as superfícies da placa são iguais a 5 W/m².K.
A taxa de calor entre os dois fluidos em watts por metro quadrado é igual a:

• A.

  0

• B.

  2

• C.

  20

• D.

  25

• E.

  100

Num trocador de calor com os fluidos em arranjo contracorrente, o coeficiente global médio de transmissão de calor é igual a 200 W/m². ^oC. As diferenças de temperaturas entre os fluidos frio e quente, nas duas extremidades do trocador, são iguais e com valor igual a 10^oC. Sabe-se ainda que a área de troca de calor é igual a 100 m². Nessas condições, a taxa de calor em watts trocada entre os fluidos é:

• A.

  2 x 10

• B.

  2 x 10²

• C.

  2 x 10³

• D.

  2 x 10⁴

• E.

  2 x 10⁵

Sobre a operação de trocadores de calor, é INCORRETO afirmar que:

• A.

  considerando os seguintes três arranjos das correntes de fluídos escoando, sem mudança de fase, em trocadores de calor; contracorrentes, concorrentes e cruzadas, o primeiro (contracorrente) é aquele de maior eficiência termodinâmica;

• B.

  a provisão para o crescimento da resistência térmica devida a incrustações traduz-se num aumento de área de troca térmica necessária às condições operacionais nominais;

• C.

  o aumento do número de passes do fluido através do lado do casco, em trocadores casco-e-tubos, aumenta a taxa de calor trocada entre os fluidos com as mesmas condições de entrada;

• D.

  a diminuição do número de passes no lado interno aos tubos em trocadores de calor casco-e-tubos aumentará a velocidade média da corrente que escoa nessa região;

• E.

  numa situação em que um dos fluidos tem o coeficiente de transmissão de calor por convecção muito maior do que o do outro fluido, diz-se que o fluido com o maior coeficiente controla a transmissão de calor no trocador de calor.

O diagrama dos esforços cortantes correspondente à viga mostrada abaixo é:

• A.
• B.
• C.
• D.
• E.

A deformação total de uma barra () de comprimento L, submetida a um esforço axial P, cuja área (A) é variável na direção x (direção do carregamento) é dada por:

onde E -> módulo de elasticidade do material.

• A.
• B.
• C.
• D.
• E.

O círculo de Mohr abaixo representa as tensões atuantes em um elemento no estado plano de tensões. Marque falso (F) ou verdadeiro (V) entre os parênteses correspondentes às afirmativas a seguir:

( ) O ponto 2 representa a tensão de cisalhamento máxima atuante no elemento.
( ) Os pontos 5 e 9 representam a tensão de cisalhamento compressiva atuante no elemento.
( ) Os pontos 3 e 8 representam as tensões máximas atuantes no elemento.
( ) Os pontos 1 e 4 representam as tensões principais atuantes no elemento.

A seqüência correta é:

• A.

  F-V-F-F;

• B.

  V-F-F-V;

• C.

  F-V-V-F;

• D.

  F-F-V-V;

• E.

  V-V-F-V.

Uma barra de aço com limite de escoamento de 640 MPa está submetida a uma torção de 10.�� N.m. Utilizando-se o critério de Coulomb (máximas tensões cisalhantes), e para um diâmetro de 10 mm, o coeficiente de segurança utilizado no projeto é:

• A.

  1.5

• B.

  2

• C.

  2.5

• D.

  3

• E.

  4

As máquinas de fluxo que podem ser citadas como exemplos daquelas em que o fluido absorve trabalho de eixo ao passar pelo rotor da máquina são:

• A.

  ventilador e bomba hidráulica;

• B.

  bomba hidráulica e turbina hidráulica;

• C.

  turbina hidráulica e turbina a vapor;

• D.

  turbina a vapor e turbina a gás;

• E.

  turbina a gás e ventilador.

Um ventilador de teto do tipo axial movimenta ar ambiente a uma velocidade de 5 m/s no plano do rotor. A área de passagem do ar pelo rotor é de 1,0 m² e a potência elétrica fornecida ao ventilador é 100 W. Se o rendimento do ventilador é 80%, o aumento de pressão que o ar sofre ao passar pelo rotor do ventilador é:

• A.

  5 N/m²

• B.

  16 N/m²

• C.

  24 N/m²

• D.

  50 N/m²

• E.

  80 N/m²