Atividade 03

1 Os ciclos termodinâmicos usados na concepção de caldeiras motores sistemas de aquecimento e refrigeração sempre possuem uma diferença entre o ciclo ideal e o real Essa diferença é causada geralmente por irreversibilidades que o sistema real possui e o ideal não Por esse motivo o valor do rendimento máximo do ciclo real é sempre menor do que o do ciclo ideal a ele atrelado Essas irreversibilidades estão relacionadas à a variação de pressão entre a parte quente e a fria do ciclo b variação de entropia nos ciclos onde há troca de calor sendo este calor parcialmente perdido para o meio c variação de entropia nas etapas em que o trabalho é produzido ou necessário d variação de temperatura em etapas com mudança de fase do fluido de trabalho e variação de temperatura nas etapas onde ocorre troca de calor sensível 2 Condução é a transferência de energia das partículas mais energéticas de uma substância para partículas vizinhas adjacentes menos energéticas como resultado da interação entre elas A condução pode ocorrer em sólidos líquidos ou gases e a sua taxa de transferência de calor é definida pela equação da figura abaixo Em líquidos e gases a condução devese às colisões das moléculas em seus movimentos aleatórios Nos sólidos ela acontece por causa da combinação das vibrações das moléculas em rede e a energia é transportada por elétrons livres Considerando a condução de calor em regime permanente através de uma grande parede de espessura 𝑥 𝐿 e área 𝐴 e a equação da taxa de condução de calor assinale a alternativa CORRETA a A taxa de transferência de calor através da parede é dobrada quando a espessura da parede 𝐿 é dobrada b Quando o calor é conduzido no sentido da temperatura decrescente o gradiente de temperatura tornase negativo quando a temperatura aumenta com o aumento de 𝑥 c A taxa de transferência de calor numa dada direção é proporcional ao gradiente de temperatura na mesma direção d A taxa de transferência de calor através da parede é reduzida à metade quando a área 𝐴 normal em direção à transferência de calor é dobrada e A constante 𝑘 é o coeficiente de dilatação térmica do material 3 Durante uma experiência no laboratório de térmica e fluidos para avaliação das propriedades termodinâmicas da água 100 g de vapor dágua saturado estão em um recipiente rígido fechado com temperatura de 110 ºC Após alguns instantes a temperatura cai para 100 ºC Assinale a opção que representa aproximadamente o título da mistura no final da experiência a 723 b 80 c 100 d 885 e 927 4 Considere a Figura que mostra um recipiente contendo água na região de saturação estando presentes líquido e vapor Figura a O sistema está representado pela água e a massa do sistema se mantém constante durante todo o processo por ser um sistema fechado Como a força peso do conjunto êmboloanilhas é constante a pressão sobre o sistema também será constante O fornecimento de energia feita pelo bico de Bunsen é então subitamente retirado conforme ilustra a Figura b De acordo com as considerações descritas no textobase em relação ao instante seguinte à interrupção do fornecimento de calor é correto afirmar que a Na hipótese de se retirar anilhas sobre o êmbolo a pressão aumentará b Caso o sistema fosse isolado no instante b o título permaneceria constante c Na hipótese de se colocar mais anilhas sobre o êmbolo o volume específico do sistema aumentará d O fato de ter sido retirado o fornecimento de calor fará com que o volume específico do sistema aumente e O fornecimento de calor não influencia o volume específico do sistema na saturação 5 É importante entender o conceito de velocidade e sua relevância no estudo do movimento A velocidade desempenha um papel fundamental na descrição e na análise de como os objetos se deslocam Com base nesse assunto é fundamental identificar a definição correta de velocidade Então o que é velocidade a É o ramo da física que estuda os movimentos sem se preocupar com as causas deles b É a taxa de variação da velocidade em função do tempo c É o posicionamento de determinado ponto no plano por meio de coordenadas cartesianas ou polares d É a taxa de variação do deslocamento em função do tempo e Mudanca de posicao Pode ser definido como a distancia em linha reta entre a posicao inicial e a final do ponto que se moveu no sistema de referencia 6 Um torque aplicado a um volante provoca uma aceleração uniforme desde uma velocidade de 300rpm até uma velocidade de 900rpm em seis segundos Determine o número de rotações por meio da qual a roda gira durante esse intervalo a 20 b 60 c 30 d 40 e 50 7 A velocidade angular de uma engrenagem é controlada de acordo com w 123t2 onde w radianos por segundo É positivo no sentido horário e onde t é o tempo em segundos Encontre o deslocamento angular líquido delta teta desde o instante t0 até t3s Encontre também o número total de rotações N por meio do qual a engrenagem gira durante os três segundos a Δθ 8rad e N 466 rotações b Δθ 9rad e N 366 rotações c Δθ 6rad e N 266 rotações d Δθ 9rad e N 266 rotações e Δθ 7rad e N 266 rotações 8 A conexão rígida se desloca da posição ABC para a posição ABC enquanto a extremidade A se deslocou 100mm para a esquerda com uma velocidade constante de 25mms Determine a velocidade angular média Wmédia do braço BC durante esse intervalo a 0493 rads b 0393 rads c 0593 rads d 0293 rads e 0193 rads 9 Compreender o conceito de posição é essencial na análise de movimento de componentes em sistemas mecânicos A posição descreve a localização específica de um ponto em um sistema de referência sendo fundamental para entender a cinemática dos mecanismos Qual é a definição correta de posição a É a variação do deslocamento durante determinado período de tempo b É a variação da aceleração durante determinado período de tempo c Mudanca de posicao Pode ser definida como a distancia em linha reta entre a posicao inicial e a final do ponto que se moveu no sistema de referencia d É o posicionamento de determinado ponto no plano por meio de coordenadas cartesianas ou polares e É a variação da velocidade durante determinado período de tempo 10 Compreender o conceito de deslocamento é essencial na análise de movimento de componentes em sistemas mecânicos O deslocamento descreve a mudança líquida na posição de um ponto em um sistema de referência fundamental na cinemática dos mecanismos Qual é a definição correta de deslocamento a É o posicionamento de determinado ponto no plano por meio de coordenadas cartesianas ou polares b Mudanca de posicao Pode ser definido como a distancia em linha reta entre a posicao inicial e a final do ponto que se moveu no sistema de referencia c É a variação da aceleração durante determinado período de tempo d É a variação da velocidade durante determinado período de tempo e É a variação do deslocamento durante determinado período de tempo 11 O estudo da cinemática envolve conceitos fundamentais para compreender diferentes tipos de movimentos A translação é um desses conceitos referindose especificamente ao movimento linear de um corpo ou objeto Qual alternativa corresponde ao conceito de translação a Diferentes pontos do corpo suportam diferentes deslocamentos Portanto ha uma diferenca de deslocamento entre quaisquer dois pontos escolhidos b Movimento realizado em um plano c Todos os pontos do corpo tem o mesmo deslocamento d Soma das componentes de translação e rotação e Movimento realizado em um espaço tridimensional Avaliação Formadora III Qual a importância da mecânica dinâmica na engenharia mecânica Resolucao do Questionario 03 Questao 1 Os ciclos termodinˆamicos reais tˆem rendimento menor que os ideais devido a irreversibilidades associadas a perdas de calor e variacao de entropia Resposta correta Letra B variacao de entropia nos ciclos onde ha troca de calor sendo este calor parcialmente perdido para o meio Analise das alternativas A Incorreta A variacao de pressao nao e a principal causa das irreversibilidades B Correta A variacao de entropia e a perda de calor sao as causas principais C Incorreta Variacoes de entropia ocorrem em varias etapas mas nao sao a causa principal das perdas D Incorreta A mudanca de fase do fluido nao e a principal causa das irreversibilidades E Incorreta As perdas por calor sensıvel sao menores que as de entropia Questao 2 Considerando a taxa de conducao de calor pela Lei de Fourier Q k A T L Resposta correta Letra C A taxa de transferˆencia de calor numa dada direcao e proporcional ao gradiente de temperatura na mesma direcao Analise das alternativas A Incorreta A taxa de transferˆencia de calor e inversamente proporcional a L B Incorreta Confusao entre gradiente e direcao da temperatura C Correta A taxa de transferˆencia e diretamente proporcional ao gradiente de temperatura D Incorreta A taxa aumenta com a area A nao reduz E Incorreta k e a condutividade termica nao o coeficiente de dilatacao Questao 3 Tıtulo da Mistura ao Resfriar Vapor dAgua Temos um sistema com 100 g de vapor dagua saturado a 110C em um recipiente fechado Apos alguns instantes a temperatura cai para 100C o que provoca uma condensacao parcial do vapor Para determinar o tıtulo x da mistura a fracao em massa de vapor em relacao a massa total do sistema apos a queda de temperatura consideramos o seguinte x mvapor mtotal 1 Ao resfriar para 100C parte do vapor condensa Dados de tabelas de propriedades para a água indicam que a 100C o título da mistura final será aproximadamente de 723 Para chegar nessa informação utilizamos a tabela de Van Wylen para as propriedades da água considerando suas idealidade Resposta correta Letra A 723 Questão 4 Ao retirar o calor o título permanece o mesmo se o sistema for isolado ou seja não haverá nem saída nem entrada de calor Resposta correta Letra B Caso o sistema fosse isolado no instante b o título permaneceria constante Questão 5 A velocidade é a taxa de variação do deslocamento em relação ao tempo Resposta correta Letra D É a taxa de variação do deslocamento em função do tempo Questão 6 Dados w0300 rpm wf900 rpm t6s Convertendo w para rads w03002π6010π rads wf9002π6030π rads Calculando a aceleração angular α αwfw0t30π10π620π6 1047 rads² Deslocamento angular θ θw0t 12αt²10π6 1220π636120π rad Número de rotações N Nθ2π120π2π40 rotações Resposta correta Letra D 40 rotações Questão 7 Deslocamento Angular e Número de Rotações A velocidade angular de uma engrenagem é dada pela função wt123t² onde w é em rads e t em segundos Queremos encontrar o deslocamento angular Δθ e o número de rotações N entre t0 e t3s Passo 1 Calcular o deslocamento angular Para obter o deslocamento angular Δθ integramos wt em relação a t de t0 a t3 Δθ0³ wt dt 0³ 123t² dt Resolvendo a integral Δθ12t3t³3₀³123 33³3 120 30³3 36 27 9 rad Passo 2 Calcular o numero de rotacoes Para encontrar o numero de rotacoes N dividimos o deslocamento angular total pelo numero de radianos em uma rotacao 2π N θ 2π 9 2π 143 rotacoes Resposta correta Nao sei Questao 8 Velocidade Angular Media do Braco BC Para determinar a velocidade angular media Wmedia do braco BC temos as seguintes informacoes A extremidade A do braco ABC se desloca 100 mm para a esquerda com uma velocidade constante de 25 mms Vamos relacionar a velocidade linear vA com a velocidade angular Wmedia considerando o comprimento LAB do braco como uma distˆancia fixa Passo 1 Definir a relacao de velocidade linear e angular A velocidade linear v na extremidade de um braco de comprimento r com velocidade angular W e dada por v W r Logo isolando W temos W v r Substituımos os valores de v 25 mms e r 100 mm Wmedia 25 100 025 rads Resposta correta Nao sei Questoes Teoricas 9 10 e 11 Questao 9 Posicao Letra D Posicionamento de determinado ponto em coordenadas carte sianas ou polares Questao 10 Deslocamento Letra B Mudanca de posicao definida pela distˆancia em linha reta entre posicao inicial e final Questao 11 Translacao Letra C Todos os pontos do corpo tˆem o mesmo deslocamento Pergunta Dissertativa Importˆancia da Mecˆanica Dinˆamica A mecˆanica dinˆamica e essencial na engenharia mecˆanica para projetar sistemas em movimento como veıculos e maquinas industriais permitindo modelagem precisa e analise de forcas dinˆamicas 3