Questões de Concurso Público PEFOCE 2012 para Perito Criminal - Engenharia Mecânica

Considere que água escoe através de um dispositivo de distribuição como ilustrado na figura acima, em que D₀ e U₀, D₁ e U₁, D₂ e U₂ são os diâmetros da tubulação e velocidades do fluido na seção de entrada e nas duas seções de saída, respectivamente. O escoamento é incompressível, permanente e plenamente desenvolvido em todos os pontos. Tendo em vista que, nessa situação, o perfil de velocidade pode ser considerado uniforme em qualquer seção da tubulação, julgue o item a seguir.

Se, em determinada condição de operação, as vazões nas seções de saída forem idênticas e U₁ + U₂ = 2 U₀, então a força resultante que o fluido exercerá sobre o dispositivo será nula, independentemente da relação entre os diâmetros da tubulação.

Considere que água escoe através de um dispositivo de distribuição como ilustrado na figura acima, em que D₀ e U₀, D₁ e U₁, D₂ e U₂ são os diâmetros da tubulação e velocidades do fluido na seção de entrada e nas duas seções de saída, respectivamente. O escoamento é incompressível, permanente e plenamente desenvolvido em todos os pontos. Tendo em vista que, nessa situação, o perfil de velocidade pode ser considerado uniforme em qualquer seção da tubulação, julgue o item a seguir.

Uma partícula fluida que se desloque na linha de centro do bocal de entrada do escoamento experimentará aceleração nula ao longo de todo o percurso até a saída do bocal, desde que o escoamento seja permanente.

Cada próximo item apresenta uma situação hipotética, seguida de uma assertiva que deve ser julgada com base nos conceitos de hidrodinâmica.

Um escoamento permanente e incompressível atravessa um bocal convergente cuja área da seção de entrada é o dobro da área da seção de saída. O escoamento pode ser considerado uniforme em cada seção do bocal, que se encontra na horizontal.

Nessa situação, considerando que a velocidade da entrada seja igual a U e que a massa específica do fluido seja igual a ρ, então a diferença de pressão entre a entrada e a saída do bocal será igual a 3/2ρU² .

Cada próximo item apresenta uma situação hipotética, seguida de uma assertiva que deve ser julgada com base nos conceitos de hidrodinâmica.

Uma esfera de diâmetro D e massa m sedimenta-se em um fluido de massa específica D e viscosidade dinâmica µ. Sabe-se que a aceleração da gravidade é g e que, para o estudo da velocidade terminal – U_T – dessa esfera, é conveniente reduzir o número de parâmetros do problema ao menor possível, por meio de uma análise dimensional.

Nessa situação, se forem consideradas apenas as variáveis citadas, o número de parâmetros do problema pode ser reduzido a três grupos adimensionais.

Cada próximo item apresenta uma situação hipotética, seguida de uma assertiva que deve ser julgada com base nos conceitos de hidrodinâmica.

Uma bomba fornece uma potência P para a água que escoa com vazão Q, através de uma tubulação horizontal reta, feita de aço inoxidável, de diâmetro D e comprimento L.

Nessa situação, assumindo que o número de Reynolds seja igual a 1,0 × 10⁷ e que a potência da bomba e o diâmetro da tubulação sejam mantidos constantes, mas o comprimento da tubulação seja duplicado, então a vazão se manterá a mesma.

Considere que a câmara do dispositivo cilindro-pistão ilustrado na figura acima contenha certa quantidade de água pura e que o pistão possa correr livremente, de forma que a água esteja sempre sob pressão constante. Esse sistema, que é perfeitamente adiabático, conta com um aquecedor elétrico que é ligado durante um intervalo de tempo finito. Com base nessas considerações e desprezando variações de energia cinética e potencial sofridas pela água, julgue o item que se segue.

Como não há transferência de calor através das fronteiras do sistema, se o processo for quasi-estático, então a variação de entropia da água será nula.

Considere que a câmara do dispositivo cilindro-pistão ilustrado na figura acima contenha certa quantidade de água pura e que o pistão possa correr livremente, de forma que a água esteja sempre sob pressão constante. Esse sistema, que é perfeitamente adiabático, conta com um aquecedor elétrico que é ligado durante um intervalo de tempo finito. Com base nessas considerações e desprezando variações de energia cinética e potencial sofridas pela água, julgue o item que se segue.

O trabalho elétrico por unidade de massa realizado pelo aquecedor é dado pela variação da energia interna específica sofrida pela água durante o processo.

Considere que a câmara do dispositivo cilindro-pistão ilustrado na figura acima contenha certa quantidade de água pura e que o pistão possa correr livremente, de forma que a água esteja sempre sob pressão constante. Esse sistema, que é perfeitamente adiabático, conta com um aquecedor elétrico que é ligado durante um intervalo de tempo finito. Com base nessas considerações e desprezando variações de energia cinética e potencial sofridas pela água, julgue o item que se segue.

Se o estado inicial da água for o ponto crítico, então, conhecendo-se a temperatura ao final do processo, será possível determinar todas as outras propriedades termodinâmicas da substância de trabalho.

Tendo em vista os aspectos teóricos e práticos da teoria de transferência de calor, julgue o item subsecutivo.

A resistência térmica de uma camada isolante cilíndrica que reveste uma tubulação cresce linearmente com a razão entre os raios externo e interno da camada.

Tendo em vista os aspectos teóricos e práticos da teoria de transferência de calor, julgue o item subsecutivo.

Supondo que um escoamento laminar ocorra nas vizinhanças imediatas de uma placa plana cuja temperatura seja mantida constante e superior à temperatura do escoamento não perturbado, que, nessas condições, se formem camadas-limites hidrodinâmica e térmica e sabendo que o número de Prandtl do fluido é igual a 1,0 × 10^-3 , é correto afirmar que a camada-limite térmica é mais espessa que a camada-limite hidrodinâmica.

Tendo em vista os aspectos teóricos e práticos da teoria de transferência de calor, julgue o item subsecutivo.

Se a temperatura média aritmética for usada em lugar da temperatura média logarítmica para calcular a taxa de transferência de calor de um trocador de calor do tipo casca e tubo, o resultado obtido superestimará o valor real.

Tendo em vista os aspectos teóricos e práticos da teoria de transferência de calor, julgue o item subsecutivo.

Um pequeno corpo encontra-se à temperatura T e está armazenado em um grande recinto isotérmico cuja temperatura também é T, de maneira que esse recinto pode ser considerado uma cavidade negra. Nessas condições, a absortividade hemisférica e a emissividade hemisférica do corpo serão iguais.

Tendo em vista os aspectos teóricos e práticos da teoria de transferência de calor, julgue o item subsecutivo.

A eficiência de uma aleta é definida como a razão entre a taxa de transferência de calor através de uma superfície com área igual à da base da aleta e a taxa de transferência de calor real através dessa aleta.

Com base nos conceitos da termodinâmica clássica aplicados a compressores alternativos, motores de combustão interna e turbinas a gás, julgue o seguinte item.

A eficiência térmica do ciclo Brayton das turbinas a gás que operem entre dois níveis de temperatura fixos será tanto maior quanto maior for a razão entre as pressões da substância de trabalho antes e depois do processo de compressão do ciclo.

Com base nos conceitos da termodinâmica clássica aplicados a compressores alternativos, motores de combustão interna e turbinas a gás, julgue o seguinte item.

Em um processo de compressão de um gás ideal em um compressor alternativo ideal de dois estágios com inter-resfriamento, em que o trocador de calor seja perfeito e a temperatura do gás após o resfriamento seja igual à temperatura inicial antes da primeira compressão, se as razões de compressão entre os estágios forem iguais, então os trabalhos de compressão de cada estágio também serão iguais.

Com base nos conceitos da termodinâmica clássica aplicados a compressores alternativos, motores de combustão interna e turbinas a gás, julgue o seguinte item.

No ciclo Diesel ideal, as trocas de calor com a fonte quente e com a fonte fria são ambas realizadas a pressão constante.

Com base nos conceitos da termodinâmica clássica aplicados a compressores alternativos, motores de combustão interna e turbinas a gás, julgue o seguinte item.

Nos motores que operam com a mesma taxa de compressão, a eficiência térmica do motor que opere com ciclo Diesel será maior do que a eficiência térmica do motor que opere com ciclo Otto, desde que a razão de corte seja maior que a unidade.

Julgue o item a seguir, acerca dos processos e conceitos relacionados aos ciclos de turbinas a vapor.

Em um ciclo a vapor de geração de potência, a eficiência térmica do ciclo pode ser aumentada pela diminuição da pressão no condensador, desde que a temperatura de saturação nesse dispositivo mantenha-se acima da temperatura do meio para o qual o condensador dispense calor.

Julgue o item a seguir, acerca dos processos e conceitos relacionados aos ciclos de turbinas a vapor.

Em um ciclo combinado de turbina a gás e turbina a vapor, a caldeira do ciclo a vapor é substituída por um trocador de calor que transfere energia dos gases de exaustão de uma ou mais turbinas a gás para a substância de trabalho do ciclo Rankine.

Julgue o item a seguir, acerca dos processos e conceitos relacionados aos ciclos de turbinas a vapor.

Considerando que um processo de expansão através de uma turbina a vapor ocorra entre as pressões P₁ e P₂, que o estado inicial seja de vapor superaquecido e que o estado final seja uma mistura de líquido e vapor saturados, então, se o estado inicial e a pressão final forem os mesmos, as irreversibilidades associadas a um processo real em uma turbina contribuirão para a elevação do título da mistura ao final da expansão, em relação a um processo isoentrópico que ocorreria em uma turbina ideal.