Questões de Engenharia Mecânica do ano 2014

Considere que um pneu automotivo de 0,6 m³ seja calibrado com 200 kPa (manométrico), que a temperatura do pneu e do ar seja igual a 20 ºC, e que a constante do gás seja de 287 (Nm)/(kgK). Nessa hipótese, a melhor estimativa para a massa de ar, no pneu, é

• A. 4,5 kg.
• B. 3,2 kg.
• C. 2,1 kg.
• D. 5,8 kg.
• E. 5,2 kg.

• A. 3.040 J.
• B. 400 J.
• C. 630 J.
• D. 1.590 J.
• E. 2.540 J.

Na troca de calor entre uma superfície e um líquido, a quantidade adimensional mais conveniente e direta para a estimativa do coeficiente de transmissão de calor é o número de

• A. Reynolds.
• B. Prandtl.
• C. Weber.
• D. Nusselt.
• E. Sherwood.

Considere os seguintes valores para a condutibilidade térmica em W/(m.K).

aço inoxidável k = 17

alumínio k = 200

cobre k = 400

ouro k = 310

Considerando essas informações, assinale a opção correta a respeito da condução de calor unidimensional entre dois fluidos a temperaturas distintas, com uma superfície condutora de calor entre eles.

• A. Dois trocadores de calor do tipo placa plana, medindo 1 m de largura, sendo um de alumínio e outro de aço inoxidável, teriam comprimentos relativos proporcionais a 200/17, para compensar a diferença na condutibilidade térmica dos materiais para uma transferência de calor da ordem de 200 kW.
• B. Uma placa plana de aço inoxidável com 0,005 m de espessura não pode ser utilizada nos casos em que haja expectativa de elevadas trocas de calor.
• C. A condutibilidade térmica de uma placa plana de aço inoxidável com 0,005 m de espessura e coberta com uma fina camada de ouro estaria próxima da do alumínio, mas representaria solução tecnológica inviável em razão de seu alto custo.
• D. A condutibilidade térmica de uma placa plana de aço inoxidável com 0,005 m de espessura e coberta com uma fina camada de cobre estaria próxima da do alumínio.
• E. Sabendo-se que a temperatura de fusão do alumínio é igual a 650 ºC, pode-se utilizar uma placa plana de alumínio quando a temperatura do fluido quente for igual a 700 ºC.

Considere que um trabalhador possa aplicar uma força de 20 N em um elevador manual projetado para elevar uma carga de 100 kg. Nesse caso, a utilização de um sistema hidráulico permite ao trabalhador acionar

• A. um pistão cujo diâmetro meça 10 cm, desde que o diâmetro do pistão do elevador meça 60 cm.
• B. um pistão cujo diâmetro meça 10 cm, desde que o diâmetro do pistão do elevador meça 65 cm.
• C. um pistão cujo diâmetro meça 10 cm, desde que o diâmetro do pistão do elevador meça 70 cm.
• D. um pistão cujo diâmetro meça 10 cm, desde que o diâmetro do pistão do elevador meça 50 cm.
• E. um pistão que se desloca 10 cm, o que acarreta a subida do elevador, com carga máxima, equivalente a 10 cm.

Com relação ao ponto crítico da água, caracterizado pela pressão de 221 bar e temperatura de 374 °C, é correto afirmar que os ciclos Rankine

• A. são mais eficientes quando o fluido, ao final do processo de expansão, está na condição de líquido saturado, à pressão de 221 bar.
• B. que operem acima de 221 bar e 374 °C apresentam eficiência térmica elevada.
• C. não podem operar acima de 374 °C.
• D. são mais eficientes quando, na entrada da turbina de alta pressão, o vapor está exatamente no ponto crítico.
• E. operam em pressões inferiores a 221 bar.

Em uma turbina a vapor real, o processo de expansão ocorre sempre com algum grau de irreversibilidade. Desse modo, para um mesmo estado termodinâmico inicial do vapor superaquecido e um mesmo salto de pressão na expansão, a entalpia final do fluido será

• A. maior que a correspondente expansão isobárica.
• B. maior que a correspondente expansão isotérmica.
• C. maior que a correspondente expansão isentrópica.
• D. maior que a correspondente expansão isentálpica.
• E. sempre duas vezes maior que a correspondente isentrópica.

Com relação ao uso de diferentes combustíveis em motores do ciclo Diesel ou Otto, assinale a opção correta.

• A. Falhas elétricas no sistema de ignição por centelha são a causa principal da emissão de fumaça preta nos motores diesel.
• B. Em motores do ciclo Otto tradicionais, a ignição de etanol é realizada por meio da pulverização desse fluido no interior do cilindro, no final do processo de compressão.
• C. A ignição de biodiesel via processo de compressão depende do grau de pré-mistura de ar e combustível estabelecido na fase de admissão.
• D. Se o índice de cetano de um biodiesel for menor que o de óleo diesel puro, mantidas inalteradas todas as outras condições, a ignição do biodiesel sofrerá atraso, comparativamente ao óleo diesel puro.
• E. Se o índice de cetano da gasolina for maior que a do óleo diesel puro, mantidas inalteradas todas as outras condições, a ignição da gasolina sofrerá um menor nível de atraso.

• A. O percurso 1-5-6-7 indica compressão feita de forma adiabática, o que acarreta economia de energia no processo de compressão total.
• B. O processo identificado por 5-6 não pode ser realizado em compressor de dois estágios.
• C. Os processos principais de compressão são essencialmente isotérmicos.
• D. Os processos 3-8 e 8-4 indicam admissão de ar, correspondente ao percurso realizado pelo pistão quando se desloca do ponto morto superior para o ponto morto inferior.
• E. Se a compressão do segundo estágio iniciar no estado 6, a área identificada por A indica economia de energia no processo de compressão total.

Assinale a opção em que é apresentada a melhor estimativa do número de exaustores com capacidade igual a 4.000 m3/h, para atender à necessidade de renovação de ar em um auditório que meça, aproximadamente, 20 m de comprimento, 10 m de largura e 5 m de altura, com taxa de renovação de ar igual a 20 vezes por hora.

• A. 5
• B. 25
• C. 20
• D. 15
• E. 10