Questões de Concurso sobre Fenômenos de Transporte: Mecânica dos Fluidos, Transferência de Calor e Transferência de Massa

Os fluidos podem ser divididos em gases (muito compressíveis) e líquidos (pouco compressíveis ou incompressíveis). A mecânica dos fluidos é a ciência que estuda o comportamento físico dos fluidos e as leis que regem este comportamento. Sobre o comportamento mecânico dos sólidos e líquidos, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) A Lei de Hooke é dada pela fórmula F = k x deformação.

( ) A deformação é sempre irreversível.

( ) A água é um líquido viscoso e se deforma proporcionalmente à força aplicada.

( ) A deformação é dada pela fórmula: F = η x deslocamento.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Para ampliar a escala de um biorreator no qual é cultivada uma célula de mamífero, deve-se, usualmente, manter a semelhança geométrica no biorreator da escala maior, selecionar um critério e encontrar as condições que, supostamente, reproduziriam as encontradas na escala menor.

Dentre os critérios de aumento de escala a seguir, o par mais aplicado na indústria para culturas de células de mamífero é:

Os estudos da fluidodinâmica que envolvem o contato fluido-partículas são fundamentais para o aprendizado de operação e projeto de equipamentos, como adsorção, secagem, reatores catalíticos, leito fluidizado, leito fixo, entre outros.

Sobre à fluidodinâmica em sistemas particulados e granulares, analise as afirmações a seguir, assinalando, nos parênteses, (V), para as verdadeiras, e (F), para as falsas.

( ) A fluidodinâmica que envolve o contato fluido-partículas utiliza-se sempre de referenciais Eulerianos e Lagrangianos.

( ) O modelo Lagrangiano deve ser empregado em processos com grande concentração de sólidos.

( ) O modelo Euleriano pode ser empregado para a fase particulada, desde que ela possa ser considerada como um fluido contínuo.

A sequência correta, de cima para baixo, é:

Em equipamentos como centrífugas e agitadores, a calibração de velocidade de rotação é irrelevante, desde que o tempo de operação seja preciso.

Os trocadores de calor são equipamentos muito utilizados quando há necessidade de troca térmica entre fluidos. Eles são classificados quanto ao modo de troca de calor, quanto ao número de fluidos, quanto ao seu padrão construtivo, entre outros. Sobre o assunto, assinale a alternativa correta.

Conforme a lei de Lambert-Beer, a quantidade de luz absorvida ou transmitida por determinada solução depende da concentração do soluto.

Um método deve ser validado no mesmo laboratório em que for realizado, não sendo possível utilizar métodos analíticos validados em laboratórios externos.

Existem três mecanismos básicos e diferentes de transmissão de energia, tanto interna quanto externamente, para dado material: condução, convecção e radiação. Sobre esses mecanismos, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) A Lei de Fourrier é a equação da taxa de transferência de calor por condução.

( ) A advecção é o transporte energético devido ao movimento global do fluido.

( ) A constante de Stefan-Boltzmann é definida como σ = 5,67 x 10^-8 W/m².K⁴ .

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Uma quantidade de interesse para a análise do escoamento em um tubo no estudo da mecânica dos fluidos é a queda de pressão, , considerando que ela está diretamente relacionada aos requisitos de potência do ventilador ou da bomba para manter o escoamento. A perda de pressão para todos os tipos de escoamentos internos completamente desenvolvidos é expressa como:

onde f é o fator de Darcy, que, para escoamento laminar, pode ser escrito como:

E a altura equivalente da coluna do fluido, chamada perda de carga, pode ser descrita como:

Considere que a água a 40 ºF (ro = 62,42 Ibm/ft³ e viscosidade mi = 1,038x10^-3 Ibm/ft.s) escoa em estado permanente através de um tubo horizontal com diâmetro de 0,12 in (aproximadamente 0,010 ft) e 30 ft de comprimento a uma velocidade média de 3,0 ft/s. Qual a perda de carga desse escoamento? Considere g = 32,2 ft/s²?

No âmbito da cinética química, julgue as seguintes afirmações como verdadeiras (V) ou falsas (F) com relação aos fatores que influenciam na velocidade das reações:

(__)O nível de concentração de reagentes pode influenciar na velocidade das reações, isto é, considerando os mesmos reagentes, porém em quantidades diferentes.

(__)O valor numérico da área de superfície de contato interfere na velocidade das reações, sendo a relação inversamente proporcional.

(__)A temperatura altera a velocidade das reações, no geral, quanto maior a temperatura, maior a velocidade de reação.

Assinale a alternativa cuja respectiva ordem de julgamento esteja correta:

O Tubo de Venturi consiste na adição de uma seção com estreitamento (redução da área), que aumenta a velocidade de fluxo e reduz a pressão, em relação à parte de maior área. A vazão é determinada medindo-se a diferença de pressão nessas duas regiões. Em um dado Tubo de Venturi Horizontal, a seção de estreitamento possui área igual a 0,02 m², pressão igual à pressão atmosférica de 10⁵ Pa e velocidade do fluido igual a 20 m/s. Na região de maior área, a tubulação apresenta valor igual a 0,1 m². Considerando-se que o fluido escoa em regime permanente, e que sua massa específica corresponde a 10³ kg/m³, determine a pressão absoluta na região de maior área.

A equação de Bernoulli relaciona satisfatoriamente o princípio da conservação da massa e da energia no escoamento de fluidos. No entanto, é preciso realizar algumas considerações para que se possa aplicar esta equação em resolução de problemas práticos. Marque a opção que contém uma destas considerações:

Para o cálculo da efetividade em trocadores de calor, um parâmetro adimensional muito usado é o NUT.

Esse parâmetro significa:

Nos fenômenos de transporte, existe um potencial não balanceado (ou não equilibrado) que propicia a transferência. Em nível molecular, os fenômenos de transporte (calor, massa e movimento) são descritos, respectivamente, pelas leis:

Tendo em vista que a análise de turbidez é um dos parâmetros da avaliação da qualidade da água, uma vez que a presença de partículas em suspensão pode indicar impurezas, sedimentos, microrganismos ou resíduos presentes na água, assinale a opção correta quanto à relação entre a concentração de partículas (c_p) em suspensão e a absorvância (A) na turbidimetria.

Um aspecto crucial de qualquer projeto de sistema que envolve troca de calor é o dimensionamento de uma bomba para mover o líquido responsável por essa troca. Para facilitar essa tarefa, foram desenvolvidas curvas características que representam a bomba em específico, e, baseado nelas, o projetista faz a escolha da bomba que necessita.

As curvas características de uma bomba relacionam

Em sistemas que promovem a troca de calor, sejam eles para remoção ou adição, existe sempre uma bomba associada. Quando a pressão em alguns pontos deste componente cai abaixo da pressão máxima de vapor do fluido, uma falha pode ocorrer devido a um fenômeno adverso.

Esse fenômeno é denominado

Sarah, engenheira química em uma indústria alimentícia, foi acionada após uma ruptura em uma tubulação de inox numa rede bombeada. Ao verificar o ocorrido, ela notou que o colapso ocorreu logo em seguida a um fechamento abrupto de uma válvula do sistema. Diante disto, assinale a alternativa que indica o fenômeno que causou a ruptura na tubulação:

Um fluido polimérico é disperso em uma superfície e, após o cisalhamento, o material flui na superfície, porém não retorna à sua condição inicial. Qual das alternativas abaixo explica o comportamento observado?

Um fluido em um sistema de escoamento passa por tubos, válvulas, conexões, acessórios diversos e, também, podem ocorrer mudanças na área de escoamento. Haverá perda de carga em consequência do resultado do atrito com a parede, da alteração na direção do escoamento, obstruções na trajetória do fluido e mudanças abruptas ou graduais na área de escoamento. A respeito da perda de carga, assinale a alternativa CORRETA.