Prova transferencia calor_analise_termica

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Prova transferencia calor_analise_termica

  1. 1. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 1 LÍNGUA PORTUGUESA As questões 1 a 3 referem-se ao texto abaixo: 1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Pacotes, excluídos e emergentes. Considere-se a afirmação seguinte: “Os países atrasados anunciaram um pacote de ajuda aos miseráveis.” Considere-se agora esta outra: “Os países emergentes anunciaram um conjunto de medidas de ajuda aos excluídos.” Qual a diferença entre uma frase e outra? Nenhuma, quanto ao conteúdo. Mas como soa mais benigna a segunda, expurgada da crueza selvagem da primeira... A primeira, dita num salão, choca como palavrão. Soa como vitupério de rameira em rixa de bordel. A segunda deleita como solo de clarineta. Parece discurso de doutor em noite de entrega de título honoris causa. Por isso, governa-se com a segunda. Estamos falando da arte de se valer dos eufemismos. Quando morre a mãe de alguém, é grosseiro anunciar-lhe: “Sua mãe morreu”. No mínimo, a pessoa dirá que a mãe “faleceu”. Também poderá dizer que “desapareceu”. Ou então, se ainda achar pouco, que “feneceu”, delicado verbo emprestado às flores, com o que a morte se apresentará cheirosa como lírio, colorida como cravo. O eufemismo, como a hipocrisia, é a homenagem que, na linguagem, o vício presta à virtude. Soa mais virtuoso confessar a existência de “relações impróprias” com alguém, conforme fórmula celebrizada pelo ex-presidente dos Estados Unidos, do que dizer que se cometeu adultério. Na segunda das frases acima estão reunidos três dos eufemismos mais correntes na vida pública. Dois deles são universais – “emergente” para país atrasado e “excluído” para miserável. O terceiro, “conjunto de medidas” em lugar de “pacote”, fala exclusivamente à sensibilidade brasileira. “Emergente” para país atrasado ou, para ser mais exato, remediado, é a última de uma longa linhagem de fórmulas classificatórias dos países segundo sua riqueza. Até a primeira metade do século, quando ainda não se carecia de eufemismos, nesta área – ou, caso se prefira, de linguagem politicamente correta – os países eram simplesmente ricos e pobres, quando não metrópoles e colônias. Com a adoção do conceito de “desenvolvimento”, depois da II Guerra, passaram a ser “desenvolvidos” e “subdesenvolvidos”. Mais adiante, para não achincalhar a todos, indistintamente, com a pecha infamante de “subdesenvolvido”, premiou-se os melhores com o gentil “em desenvolvimento”. Tais países não eram mais 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 “sub”, não estavam mais tão por baixo. Nos últimos anos, substituiu-se o “em desenvolvimento” por “emergente”, palavra que igualmente se opõe ao “sub”. São países não mais submersos, mas que emergem. Já põem a cabeça para fora. “Excluídos” para designar os miseráveis é o coroamento de uma linhagem mais longa ainda de palavras com as quais se tenta melhorar a condição das pessoas na rabeira da escala social. Já se recorreu a peças do vestuário, por exemplo. Na Revolução Francesa havia os “sans-culottes”, os desprovidos do tipo de calça – o “culotte” – de uso dos nobres. Na Argentina de Perón e Evita consagrou-se o “descamisado”. Também já se falou – e se fala ainda – em menos favorecidos, despossuídos, humildes... “Excluído”, dirá o leitor, tem um sentido diverso. É aquele que o sistema produtivo exclui. Alguém pode ser pobre, porque mal remunerado, mas incluído, porque tem emprego e função na produção. Se o pobre pode não ser excluído, no entanto, dificilmente alguém será miserável e incluído. O que leva a concluir que, na prática, o excluído quase sempre se confunde com o miserável. Resta falar da sorte da palavra “pacote”. “Pacote” nasceu inocentemente, na administração da economia, talvez por imitação das agências de turismo, que quando vendem passagens e hospedagem, tudo junto, vendem um “pacote”, para designar não uma, mas várias iniciativas adotadas ao mesmo tempo. Nasceu nesse sentido e nele devia permanecer: o de uma pluralidade de medidas, em vez de uma única. Sabe-se que o governo, para enfrentar crises, adota uma pluralidade de medidas. Por que então o horror à palavra pacote, anatematizada repetidas vezes pelo ex-presidente Fernando Henrique Cardoso, que, em muitos de seus discursos, garantiu que “não havia nada de pacotes”? Ocorre, circunstância fatídica, que os pacotes foram introduzidos na política brasileira pelo regime militar e costumavam ser baixados sem aviso nem consulta. Essa característica acabou contaminando o conceito de pacote, e eis-nos então de volta à anódina expressão “conjunto de medidas”, com a qual se pretende conferir a tais medidas, por maldosas que sejam, um atestado de bom comportamento. O eufemismo, desde sempre, foi parte integrante tanto da arte de governar quanto da de administrar as relações entre as classes sociais. No Brasil do século passado não havia escravo. Havia o “elemento servil”. O que isso tudo quer dizer é que quando é difícil modificar a sociedade, ou o governo,
  2. 2. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 2 110 modifica-se a linguagem. Se não conseguimos, governo e sociedade, ser mais justos ou mais democráticos, sejamos, pelo menos, mais finos. (Adaptado de: TOLEDO, Roberto Pompeu de. Pacotes, excluídos e emergentes. Revista VEJA. 14 out. 1998) 1. Considerando o texto lido, assinale as afirmações abaixo com V (verdadeiro) ou F (falso). ( ) Apesar de tratar de eufemismos, há outra figura de linguagem que prevalece no texto: a ironia. ( ) O primeiro parágrafo estabelece uma comparação entre duas frases com o objetivo de ilustrar uma estratégia de governo. ( ) O segundo parágrafo tem apenas a função de definir um conceito, sendo, portanto, prescindível para a progressão textual. ( ) A estratégia argumentativa do terceiro parágrafo encontra-se em uma abordagem de caráter histórico/linear sobre as formas como os países foram classificados quanto à sua riqueza. ( ) O texto discute três eufemismos recorrentes na vida pública com o objetivo de apontar o quanto o domínio da linguagem pode ser instrumento muito útil a quem exerce o poder, uma vez que pode permitir o mascaramento da realidade. A alternativa que preenche, correta e respectivamente, os parênteses acima é A) F – V – F – V – V. B) V – V – F – V – V. C) V – F – F – F – V. D) F – V – V – F – F. E) V – F – V – V – F. ______________________________________ 2. No que se refere à concordância do texto lido, considere as afirmações abaixo. I. Segundo a gramática normativa da língua portuguesa, há um erro de concordância em premiou-se os melhores com o gentil “em desenvolvimento” (l.50–51), pois, por se tratar de um caso de voz passiva sintética, a forma correta seria premiaram-se. II. Segundo a gramática normativa da língua portuguesa, é correto o emprego do verbo no singular em Já se recorreu a peças do vestuário, por exemplo (l.62), por tratar-se de um caso de indeterminação do sujeito. III. Se passássemos a palavra escravo (l. 106) para o plural, as regras de concordância da língua portuguesa exigiriam que apenas mais uma palavra da frase fosse modificada, a fim de que fosse mantida sua correção gramatical. Quais estão corretas? A) Apenas I. B) Apenas II. C) Apenas III. D) Apenas I e II. E) I, II e III. _______________________________________ 3. No que se refere à pontuação e ao emprego da crase no texto acima, assinale as afirmações abaixo com V (verdadeiro) ou F (falso). ( ) A substituição do ponto-final existente após a palavra palavrão (l.10) por uma vírgula manteria a correção linguística da frase, bem como preservaria o sentido da mesma. ( ) Em a peças (l.62), o uso do sinal indicativo de crase é facultativo, de modo que a forma à peças também estaria gramaticalmente correta. ( ) A substituição do ponto-final existente após a palavra diverso (l.70) por dois-pontos manteria a correção linguística da frase, bem como preservaria o sentido da mesma, desde que o verbo (é) subsequente aos dois-pontos fosse grafado em letra minúscula. ( ) No trecho Ocorre, circunstância fatídica, que os pacotes foram introduzidos na política brasileira pelo regime militar (l.94-96), a substituição das vírgulas existentes por travessões manteria a correção linguística da frase, bem como preservaria o sentido da mesma. ( ) A exclusão da vírgula existente após a palavra pacote (l.89) manteria a correção linguística da frase, bem como preservaria o sentido da mesma. ( ) A substituição de ao (l.7) por à não prejudicaria a correção linguística da frase, bem como não exigiria qualquer outra modificação na mesma. A alternativa que preenche, correta e respectivamente, os parênteses acima é A) F – V – F – F – V – V. B) V – F – F – V – V – F. C) V – F – V – V – F – F. D) F – F – V – V – V –V. E) V – V – V – F – F – F. ______________________________________ 4. Leias as frases a seguir. I. O autor fez a ____ de seus direitos autorais. II. Desconheço o motivo _____ Maria adoeceu. III. O motorista ___ as principais leis de trânsito. IV. Tu não ______ teu trabalho como deverias. V. Isso é uma ordem: __ mais respeitosamente com teus superiores. VI. Estou com firme ___ de mudar de vida.
  3. 3. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 3 Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas acima. A) seção – porque – infligiu – fizestes – fale – tensão B) sessão – por que – infligiu – fizestes – fala – tenção C) cessão – porque – infrigi – fizeste – fale – tenção D) seção – por que – infringiu – fizeste – fala – tensão E) cessão – por que – infringiu – fizeste – fala – tenção _______________________________________ 5. Cada uma das alternativas abaixo apresenta duas frases que se encontram de acordo com as regras de concordância e regência da língua portuguesa, EXCETO uma delas. Assinale-a. A) Água é bom para a saúde. Não abdico das coisas que gosto. B) É proibido entrada. A obtenção do sucesso profissional implica determinação. C) O Estados Unidos impôs uma nova ordem mundial. Esqueci os documentos necessários para a assinatura do contrato. D) Há bastantes pessoas insatisfeitas com o que gastam. Prefiro o campo à cidade. E) As crianças não devem desobedecer aos seus pais. Assistimos a um filme muito interessante. _______________________________________ As questões 6 a 10 referem-se ao texto abaixo: 1 5 10 15 20 25 Uma evolução Silenciosa No século XX, o meio ambiente despontou como a grande questão estratégica, desafiando os cânones da economia, da vida em sociedade e da cultura. No século XXI, a questão permanece no topo de nossos desafios, ____ outra dimensão e escala. O meio ambiente não está mais na defensiva, contra a corrente. Faz parte de escolhas cujo núcleo é um amálgama indissociável de soluções ao mesmo tempo econômicas, sociais, ambientais e culturais. Não há mais tempo para insistir no equivocado antagonismo entre crescimento econômico e proteção ambiental ou mesmo na sua versão amenizada de “conciliar meio ambiente e produção” como se fossem opostos buscando convivência possível. Agora o que temos pela frente é a tarefa histórica de pensar todos esses termos como modelo de desenvolvimento, ____ não mais como retalhos dos diferentes interesses existentes na sociedade. O século XXI é o tempo de procurar o que há de comum na diversidade de interesses e a partir daí, sem deixar de conservar o que precisa ser conservado, construir o novo inescapável. Nada pode representar mais fielmente o que nos é comum do que a nossa própria sobrevivência e a de nosso planeta, diante da gravíssima crise 30 35 40 45 50 55 60 configurada pelo aquecimento global. A capacidade de adaptação e de rever conceitos é igualmente importante para países, instituições, empresas, indivíduos. Não tê-la (ou, no mínimo, não buscá-la) é praticamente uma autocondenação à obsolescência. As economias sustentáveis, com tecnologias limpas, sepultarão antigas estruturas firmadas em modelos predatórios. Isso deve significar o fim de impérios sustentáveis que, assim como os megabancos tragados logo no início da crise financeira internacional, tendem a desaparecer. _____, nessa “seleção natural”, o poder de decisão estará com a consciência globalizada de uma população cada vez mais atenta, que quer saber a origem do produto, questiona a forma como ele é produzido e descartado, conhece os danos que pode causar ao meio ambiente. E exige ética do mercado e do poder político. No atual jogo geopolítico, a preservação dos biomas e de sua diversidade é um dos maiores ativos. É isso que decidirá quem vai adiante, adaptando-se aos novos tempos, e quem fica para trás, na poeira da história. O Brasil, detentor de imensa biodiversidade, tem uma responsabilidade específica e pode colaborar fortemente para apontar as saídas desde que ouça a voz de sua própria população e aposte em educação, inovação, pesquisa científica e integração dos saberes tradicionais associados à natureza. Estamos vivendo a era dos limites e das incertezas, como já foi apontado por inúmeros e respeitados cientistas. _____, é preciso saber distinguir onde estão nossas verdadeiras riquezas e oportunidades. Adaptado de SILVA, Marina. Uma evolução Silenciosa. In. Especial Veja Sustentabilidade, dezembro de 2010. 6. Nos dois primeiros parágrafos do texto pode- se inferir que: A) a passagem do século XX para o século XXI proporcionou maior crescimento econômico ancorado nas economias sustentáveis. B) o modelo de desenvolvimento predominante no século XX encontra-se obsoleto pela falta de ética do mercado e do poder político. C) há uma relação antagônica entre preservação ambiental e as esferas da produção econômica. D) há uma seleção natural que faz com que os megabancos, por serem economias solidificadas, não precisem se preocupar com a sustentabilidade. E) há a necessidade de revisão de conceitos em todas as esferas da sociedade a fim de acompanhar um novo modelo de sociedade preocupada com a preservação do planeta.
  4. 4. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 4 7. Segundo o texto, o interesse maior pela preservação ambiental e pela sustentabilidade é de ordem: A) científica, pois propicia uma gama maior de temas para o desenvolvimento de pesquisas. B) política. C) de proteção da biodiversidade. D) global, envolvendo todos os aspectos da vida em sociedade. E) puramente econômica. ___________________________________________ 8. Assinale a alternativa abaixo que apresenta, na sequência, os elementos de coesão que preenchem adequadamente as lacunas do texto: A) ou - ou - para tanto - nem B) pois - então - por isso - para tanto C) todavia - ou - para tanto - para tanto D) porém - e - por isso - para tanto E) nem - e - ou - nem ___________________________________________ 9. Com base no texto, considere as afirmações abaixo. I. A expressão detentor de imensa biodiversidade (l. 52) está separada por vírgulas por ser uma oração adjetiva explicativa. II. As vírgulas usadas nas linhas 56 isolam elementos repetidos ao longo da oração. III. As formas pronominais -la (l. 31) e – la (l. 32) retomam antecedentes diferentes ao longo do texto. IV. Na expressão poeira da história (l. 51) a palavra poeira é uma metáfora. V. A palavra ativos (l. 49) está sendo usada como sinônimo de agilidade e dinamicidade. Estão corretas: A) somente I B) somente I e IV C) somente II, III e V D) somente III e V E) todas as alternativas __________________________________________ 10. Considere as expressões No século XX (l. 1) e O século XXI (l. 21) e assinale a alternativa correta: A) a primeira expressão é seguida de vírgula por ser um advérbio deslocado ao passo que a segunda expressão não está separada pelo sinal de pontuação por ser o sujeito da oração. B) a primeira expressão é seguida de vírgula por ser um advérbio deslocado ao passo que a segunda expressão não está separada pelo sinal de pontuação por ser um advérbio não deslocado. C) ambas deveriam ter o sinal de pontuação. D) a segunda expressão está corretamente posicionada sem ser seguida de sinal de pontuação, sendo a vírgula usada na primeira expressão inadequada. E) ambas são sujeitos das orações. CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS 11. Um método numérico trata como incógnitas os valores de determinada variável dependente para um número finito de “locais” (pontos da malha) no domínio de cálculo. Desta forma, uma das funções de um método numérico é: A) Descrever de forma discreta sistemas de equações. B) Subdividir um domínio em vários elementos de volumes, de forma que a conservação seja observada no interior de cada um desses volumes. C) Eliminar a necessidade de experimentos empíricos, uma vez que as equações governantes descrevem por completo os fenômenos. D) Calcular, a partir de medições experimentais como dados iniciais, predições com o mínimo de erro a partir de uma discretização ótima da malha temporal e virtual. E) Fornecer um conjunto de equações algébricas para as incógnitas e prescrever um algoritmo para resolver as equações. __________________________________________ 12. As equações de discretização são derivadas a partir de deteminada(s) equação(ões) governante(s) qualquer, . Assim, para a solução de um problema numérico a partir da(s) equação(ões) governante(s), é correto dizer que: I. Um único perfil para descrição de  pode ser aplicado para os cálculos em todo o domínio. II. Uma prática usual é a utilização de vários perfis de , tal que um dado segmento descreva a variação de determinada propriedade em pequenas regiões em termos de valores de , para pontos da malha localizados dentro e no entorno dessas pequenas regiões. III. É comum a subdivisão do domínio de cálculo em um número de subdomínios ou elementos de forma que um perfil diferente de  associado com cada subdomínio pode ser adotado. IV. A subdivisão do domínio de cálculo pode ser vista como uma subdivisão de um espaço físico conhecido. V. O método de interpolação selecionado para linearizar as equações dificilmente recai sobre uma diferença finita atrasada. A) Alternativas I, II, III e IV. B) Alternativas II, III, IV e V. C) Alternativas I, III, IV. D) Alternativas II e V. E) Alternativas III e IV.
  5. 5. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 5 13. Considerando as aplicações em mecânica dos fluidos e transferência de calor computacional, o tempo de computação (processamento) necessário para a solução de um determinado problema está concentrado em torno de 60 a 70% na solução do sistema de equações algébricas lineares. Portanto, é necessário que o usuário, ou quem desenvolve um aplicativo para esse fim, faça investimentos na qualidade do método para resolver tal sistema. Dentre os métodos de solução de sistemas lineares estão: A) Diretos, indiretos e iterativos B) Diretos e iterativos C) Diretos, indiretos e multidirecionais D) Diretos e multidirecionais E) Indiretos e iterativos __________________________________________ 14. A análise CFD é uma ferramenta extremamente aplicada em problemas térmicos e fluidodinâmicos, principalmente pelo fato de que na maioria dos sistemas térmicos as duas análises são necessárias. A dinâmica de fluidos computacional, neste sentido, torna-se fundamental para a solução das equações de Navier-Stokes, como apresentadas abaixo: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x y z u u u u p u u u u v w g t x y z x x y z v v v v p v v v u v w g t x y z y x y z w w w w p w w w u v w g t x y z z x y z                                                                                                       Com relação ao conjunto de equações pode-se dizer: I. É possível uma solução analítica, desde que as tensões viscosas sejam negligenciadas ou que sejam interpoladas a partir do TDMA. II. São equações acopladas e, assim, não podemos manipular as variáveis de forma a obter uma só equação em função de qualquer uma das incógnitas. Assim, devemos resolver as equações para todas as incógnitas simultaneamente. III. O termo de aceleração convectiva pode ser considerado linear, assim o método de interpolação pressão-velocidade SIMPLE pode ser implementado. IV. As forças de campo podem ser acopladas e linearizadas juntamente com o termo fonte. V. As equações estão incompletas, pois faltam os termos de flutuação da velocidade. A) Alternativa I B) Alternativa V C) Alternativa II D) Alternativas I, II e IV E) Alternativas III e V 15. Tratando-se de métodos de solução de sistemas algébricos lineares, é correto dizer que: I. O método de eliminação de Gauss é também chamado de decomposição LU. II. Métodos iterativos exigem um esforço computacional muito grande e, por isto, não são muito utilizados em aplicações de CFD. III. Métodos iterativos são aqueles que requerem uma estimativa inicial para dar prosseguimento ao processo de solução. IV. Gauss-Seidel faz uso, durante um mesmo ciclo iterativo, de valores das variáveis já calculadas nesse ciclo, acelerando a convergência em relação ao método de Jacobi. V. O método S.O.R. nada mais é do que a aplicação de uma sobre-relaxação nos valores obtidos com o método da eliminação de Gauss. A) Alternativas I e II B) Alternativas I, III e V C) Alternativas III e IV D) Alternativas II e V E) Somente a alternativa V __________________________________________ 16. A localização relativa das variáveis na malha computacional é conhecida como arranjo de variáveis, cuja característica principal é a posição relativa entre as componentes do vetor velocidade e a pressão. Referente aos arranjos das variáveis dependentes de malha, pode-se afirmar: I. Optar por resolver a equação diferencial com a incógnita armazenada no centro do volume de controle trata-se da forma mais simples de controlar a solução do problema. II. Empregar o arranjo co-localizado no acoplamento pressão-velocidade significa armazenar a variável velocidade entre dois pontos de pressão. III. O arranjo co-localizado torna-se excessivamente complexo devido ao fato de que os balanços de conservação devem ser feitos para volumes diferentes, ocasionando fluxos de massa diferentes para cada variável, requerendo maior espaço de memória computacional. IV. O arranjo desencontrado é a solução ideal para solução de problemas 2D. V. Arranjos desencontrados apresentam boas relações com esquemas de interpolação do tipo CDS. A) Somente a I B) Somente a III C) Alternativas II e IV D) Alternativas I e IV E) Alternativas II, III e V
  6. 6. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 6 17. Um fenômeno de troca de energia conhecido, frequentemente negligenciado ou ignorado, é a Radiação Térmica. A aplicação de métodos numéricos exige um amplo conhecimento a respeito das possíveis hipóteses simplificativas para o problema, e desta forma, para negligenciar-se determinado fenômeno faz-se necessário um conhecimento mais completo do problema. As intensidades radiantes são geralmente espectralmente dependentes, e a integração da energia radiante sobre o espectro é requerida para determinar a energia radiante total. Dentre os métodos de solução do termo de intensidade radiante, na equação da energia, é correto dizer que: I. Podem ser aplicados: diferenças finitas, elementos finitos, Monte Carlo e Método das Zonas. II. O Método das Zonas e de Monte Carlo não são fáceis de compatibilizar com outros modos de transferência de energia, quando existentes no problema. III. O método de Monte Carlo é comumente usado em problemas com meios participantes e consiste basicamente em subdividir, estatisticamente, o domínio de forma a determinar as áreas de troca direta e fluxo direto. IV. Diferenças finitas podem ser aplicadas diretamente no espectro radiante, quando o problema envolve meio participante. Assim, cada linha de absorção pode ser discretizada dentro de uma faixa pré-determinada pelo programador. V. O método de Elementos finitos exige uma malha estruturada do domínio, enquanto o Método das Zonas e Monte Carlo apenas trabalham com balanços energéticos pontuais, e não dentro do volume. A) Alternativas I e IV B) Alternativas I e II C) Alternativas III e I D) Alternativas II, III e V E) Alternativas II, IV e V __________________________________________ 18. O fator de forma Fij é definido como a fração da radiação que deixa a superfície i e é interceptada pela superfície j . Considere a geometria abaixo, sendo um lado de uma partição diagonal no interior de um longo duto de seção reta quadrada, calcule o fator de forma F21. A) 0,71 B) 0,80 C) 0,85 D) 0,92 E) 0,98 _______________________________________ 19. Em relação a radiação de um corpo negro: I. O corpo negro é definido como um absorvedor perfeito de radiação incidente, para todos os comprimentos de onda e em todos os ângulos de incidência. II. Por similaridade ao corpo negro, um corpo branco é aquele para o qual toda a radiação incidente é refletida, ou seja, nenhuma radiação é absorvida ou transmitida. III. O corpo negro é definido como um corpo ideal que permite que toda a radiação incidente seja absorvida. Algumas substâncias reais absorvem maior radiação quando comparadas a um corpo negro. Estão corretas as seguintes afirmativas: A) I e III apenas. B) I e II apenas. C) I apenas. D) III apenas. E) I, II e III. __________________________________________ 20. Considere três grandezas que descrevem o fenômeno da radiação térmica submetida à interação com a superfície: I. O poder emissivo é a taxa de radiação emitida por unidade de área da superfície e o poder emissivo total é a taxa pela qual a radiação é emitida por unidade de área em todas as direções possíveis e em todos os possíveis comprimentos de onda. II. A irradiação é a taxa pela qual a radiação incide sobre uma superfície de todas as direções por unidade de área da superfície e a irradiação total representa a taxa pela qual a radiação é incidente por unidade de área proveniente de todas as direções e em todos os comprimentos de onda. III. A radiosidade é a taxa pela qual a radiação deixa uma superfície devido à emissão e reflexão em todas as direções por unidade de área da superfície. Como essa radiação inclui a parte refletida da irradiação, assim como a direção da emissão, a radiosidade é geralmente diferente do poder emissivo. Estão corretas as alternativas: A) I apenas. B) II apenas. C) I e II apenas. D) I e III apenas. E) I, II e III.
  7. 7. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 7 21. A irradiação espectral é a taxa na qual a radiação de comprimento de onda determinado incide sobre uma superfície por unidade de área de superfície e por unidade de intervalo de comprimento de onda em torno de um comprimento de onda específico. Para um componente espectral da irradiação, porções dessa radiação podem ser refletidas, absorvidas e transmitidas. É correta a seguinte afirmação: A) Tanto a absorção quanto a reflexão na superfície são responsáveis pela nossa percepção de cor. Em temperaturas elevadas (acima de 1000 K), a cor é função da emissão, que se encontra concentrada na região do infravermelho(IV). B) A refletividade é a fração de radiação incidente que é refletida por uma superfície. É função da direção da radiação incidente, entretanto não depende da direção da radiação refletida. C) A absortividade é uma propriedade que determina a fração de irradiação que é absorvida por uma superfície. Esta propriedade pode ser caracterizada tanto por uma dependência direcional quanto dependência espectral. D) O balanço entre fração de radiação refletida, absorvida e transmitida depende somente das condições das superfícies superior e inferior, do comprimento de onda da radiação e da composição do meio. E) Transmissividade é a fração de radiação incidente transmitida pela matéria. A transmissividade depende da composição química do material e não depende do comprimento de onda ao qual é submetido. _______________________________________ 22. A emissividade é definida como a razão entre a radiação emitida pela superfície e a radiação emitida por um corpo negro à mesma temperatura, indique a afirmativa INCORRETA: A) A emissividade de matérias não-condutores é comparativamente maior do que os materiais condutores, sendo em geral superior a 0,6. B) A emissividade de superfícies metálicas atingem valores da ordem de 0,02 para superfícies altamente polidas de ouro e de prata. C) A emissividade de materiais condutores aumenta com o aumento da temperatura, entretanto, dependendo do material, a emissividade de materiais não-condutores pode tanto aumentar como diminuir com o aumento da temperatura. D) A presença da camada de óxidos na superfície não altera significativamente a emissividade de superfícies metálicas. E) A emissividade depende da natureza da superfície, que pode ser influenciada pelo método de fabricação, ciclo térmico e as reações químicas ocorridas em conjunto com o meio ambiente. 23. Uma propriedade radiante da superfície é emissividade, uma superfície difusa a 13270 C que possui emissividade espectral determinada no gráfico abaixo. Sendo ε = 0,4 para 0 < λ < 2 μm ε = 0,8 para 2 μm < λ < 5 μm ε = 0,05 para λ > 5 μm Qual o valor aproximado de emissividade total desta superfície? A) 0,56 B) 0,51 C) 0,59 D) 0,63 E) 0,47 _______________________________________ 24. Um projeto de coletor solar tem valor do poder emissivo total da superfície da placa estimado por 525 W/m2 . A distribuição espectral da irradiação superficial é mostrada no gráfico abaixo. 85% da irradiação é absorvida, enquanto 15% é refletida. Qual é a irradiação total absorvida? A) 865 W/m2 B) 535 W/m2 C) 785 W/m2 D) 725 W/m2 E) 765 W/m2
  8. 8. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 8 25. Considere a radiação existente no nosso ambiente natural e marque a alternativa INCORRETA: A) Na medida em que a radiação solar atravessa o espaço, o fluxo radiante diminui, pois esta radiação atravessa áreas esféricas cada vez maiores. B) A constante solar Sc é descrita como o fluxo de energia solar que incide sobre uma superfície com orientação perpendicular aos raios solares no limite externo da atmosfera, quando a Terra encontra-se a uma distância média do Sol. C) A irradiação solar extraterrestre definida para uma superfície horizontal depende da latitude geográfica e também da hora do dia e do dia do ano. D) À medida que a radiação solar atravessa a atmosfera terrestre, sua magnitude e suas distribuições espectral e direcional experimentam uma mudança significativa. E) A absorção pelo ozônio é mais forte na região UV, proporcionando uma atenuação considerável em comprimentos de onda abaixo de 0,4 μm e uma atenuação completa em comprimentos de onda abaixo de 0,3 μm. __________________________________________ 26. Considere uma placa plana de espessura de 0,05 m com uma área quadrada de dimensões 0,2 m x 0,2 m, possuindo um coeficiente de condutividade térmica k submetida em ambos os lados ao escoamento de dois fluidos diferentes A e B, com coeficientes de transferência de calor por convecção respectivamente iguais a 1000 W/(m2 ⁰C) e 50 W/(m2 ⁰C). Sabendo-se que a temperatura do fluido A é igual a -20 ⁰C e a temperatura do fluido B é de 50 ⁰C, é correto afirmar que: A) Quanto maior for a condutividade térmica (k) da placa, maior será a taxa de calor transferida de um lado para o outro da mesma. B) Quanto menor for a condutividade térmica (k) da placa, maior será a taxa de calor transferida de um lado para o outro da mesma. C) A taxa de calor transferida de um lado para o outro da placa será a mesma para qualquer valor da condutividade térmica da placa, pois a transferência de calor dependerá apenas dos fluidos, os quais possuem coeficientes de transferência de calor por convecção e temperaturas constantes. D) A taxa de calor transferida de um lado para o outro da placa será a mesma para qualquer valor da condutividade térmica da placa, pois a espessura da placa é constante; E) A taxa de calor transferida de um lado para o outro da placa será a mesma para qualquer valor da condutividade térmica da placa, pois a área da placa é constante; 27. Considere a situação em que um fluido escoa aquecendo-se em regime turbulento no interior de um conduto circular. O coeficiente de transferência de calor por convecção neste caso pode ser determinado com o auxílio da equação de Dittus e Boelter (1930), sendo calculado como: 0,8 0,4 0,023 k h X Y D  Com base nesta equação é correto afirmar que: A) Os coeficientes X, Y representam, respectivamente, os números de Reynolds e Nusselt; B) Os coeficientes X, Y representam, respectivamente, os números de Nusselt e Prandtl; C) Os coeficientes X, Y representam, respectivamente, os números de Reynolds e Schmidt; D) Os coeficientes X, Y representam, respectivamente, os números de Prandtl e Schmidt; E) Os coeficientes X, Y representam, respectivamente, os números de Reynolds e Prandtl; _______________________________________ 28. Considere um uma tubulação de cobre, de 6,35 mm de diâmetro externo e 1 mm de espessura submetido internamente e externamente ao escoamento dois fluidos diferentes cujos coeficientes de transferência de calor por convecção são respectivamente iguais a 10000 W/(m2 ⁰C) e 100 W/(m2 ⁰C). Considerando- se a condutividade térmica do cobre igual a 400 W/(m ⁰C), o coeficiente global de transferência de calor definido para o lado externo do tubo é igual a: A) 156,4 W/(m2 ⁰C) B) 98,5 W/(m2 ⁰C) C) 250 W/(m2 ⁰C) D) 40,8 W/(m2 ⁰C) E) 550 W/(m2 ⁰C) __________________________________________ 29. Em escoamentos com mudança de fase alguns padrões de escoamento são frequentemente verificados. É correto afirmar que a classificação do padrão de escoamento de um fluido escoando internamente a tubos lisos: A) independe do título do vapor e da velocidade mássica do fluido B) depende do título do vapor, apenas C) depende da velocidade mássica do fluido, apenas D) depende do título do vapor e da velocidade mássica do fluido E) depende essencialmente do coeficiente de transferência de calor por convecção do fluido
  9. 9. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 9 30. Muitos processos de transferência de calor ocorrem com mudança de fase. Considerando-se um caso de condensação que ocorre internamente a tubos lisos, sob velocidade mássica constante, é correto afirmar que: A) O coeficiente de transferência de calor por convecção local é menor em regiões onde o título do vapor é maior B) O coeficiente de transferência de calor por convecção local independe do título do vapor C) O coeficiente de transferência de calor por convecção local independe das propriedades termofísicas do fluido D) O coeficiente de transferência de calor por convecção local é maior em regiões onde o título do vapor é maior E) O coeficiente de transferência de calor por convecção local não varia ao longo do processo de condensação _______________________________________ 31. A Equação Geral da Condução de Calor (ou equação da difusão de calor) em coordenadas cartesianas, apresentada abaixo, é empregada para se deduzir versões simplificadas apropriadas a casos particulares da condução de calor. t T cq z T k zy T k yx T k x p                                   Considerando o caso da condução de calor bidimensional em regime transiente, com geração de energia, qual das expressões abaixo, obtida a partir da equação geral da condução em coordenadas cartesianas, a representa de forma correta? A) 02 2 2 2        q y T x T B) 0                    y T k yx T k x C) t T cq y T x T p          2 2 2 2 D) 0                     q y T k yx T k x E) t T cq y T k yx T k x p                         32. Escoamentos com mudança de fase são formados pelo escoamento de líquido e vapor, onde estas fases escoam com velocidades e massas variáveis devido à condensação (ou evaporação). A determinação do coeficiente local de transferência de calor por convecção de um fluido condensando, cujo escoamento ocorre no interior de um tubo, requer a determinação da fração de vazio. Com relação à fração de vazio é correto afirmar que: A) A fração de vazio corresponde à área ocupada pelo vapor em uma seção transversal do tubo B) A fração de vazio independe do título do fluido, pois é determinada com base apenas em parâmetros geométricos do escoamento C) A fração de vazio corresponde à razão entre a área ocupada pelo vapor e a área total em uma seção transversal do tubo D) Como a fração de vazio é uma função das características do escoamento, ela independe das propriedades físicas do fluido que escoa E) Um modelo homogêneo deve ser aplicado para determinação da fração de vazio quando o escoamento ocorre a baixas pressões reduzidas __________________________________________ 33. A condensação do refrigerante R-22 na superfície externa de um tubo de seção circular com 25 mm de diâmetro interno e 6 metros de comprimento mantém a superfície com uma temperatura uniforme igual a 50 ⁰C. Para manter este processo de condensação, promove-se o escoamento de 0,25 kg/s de água, cujo calor específico a pressão constante é igual a 4,18 kJ/(kg ⁰C), entrando no tubo à 15 ⁰C e saindo deste a 35 o C. Considerando-se desprezíveis a resistência à convecção da superfície externa e a condução da parede do tubo, assim como as variações de energia cinética, de energia potencial, de trabalho e das propriedades termofísicas, o coeficiente de transferência de calor por convecção médio associado ao escoamento da água será de: A) 1880 W/(m2 ⁰C) B) 2880 W/(m2 ⁰C) C) 750 W/(m2 ⁰C) D) 3920 W/(m2 ⁰C) E) 170 W/(m2 ⁰C)
  10. 10. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 10 34. Acerca da Lei de Fourier, qual das afirmativas abaixo está correta? A) A taxa de transferência de calor é diretamente proporcional à diferença de temperatura e inversamente proporcional à área e à espessura de uma placa plana; B) Ela é uma expressão que define uma importante propriedade dos materiais, o calor específico; C) A Lei de Fourier é uma expressão vetorial, indicando que o fluxo térmico é normal a uma isoterma e no sentido do aumento das temperaturas; D) Ela não é uma expressão que possa ser derivada a partir de princípios fundamentais; ao contrário, ela é uma generalização baseada em evidências experimentais; E) Fluxo de Calor corresponde à taxa volumétrica de geração de calor. _______________________________________ 35. Em processos de transferência de calor por convecção, frequentemente são utilizados para determinação de coeficientes de transferência de calor alguns grupos adimensionais bastante conhecidos, tais como os números de Reynolds, Prandtl e Nusselt. Com relação a estes grupos pode-se afirmar que: A) O número de Prandtl relaciona as forças de inércia com as forças viscosas, o número de Nusselt relaciona a difusividade da quantidade de movimento com a difusividade térmica e o número de Reynolds relaciona a transferência de calor por convecção e por condução de um fluido B) O número de Reynolds relaciona as forças de inércia com as forças viscosas, o número de Prandtl relaciona a difusividade da quantidade de movimento com a difusividade térmica e o número de Nusselt relaciona a transferência de calor por convecção e por condução de um fluido C) O número de Reynolds relaciona as forças de inércia com as forças viscosas, o número de Nusselt relaciona a difusividade da quantidade de movimento com a difusividade térmica e o número de Prandtl relaciona a transferência de calor por convecção e por condução de um fluido D) O número de Nusselt relaciona as forças de inércia com as forças viscosas, o número de Reynolds relaciona a difusividade da quantidade de movimento com a difusividade térmica e o número de Prandtl relaciona a transferência de calor por convecção e por condução de um fluido E) O número de Prandtl relaciona as forças de inércia com as forças viscosas, o número de Reynolds relaciona a difusividade da quantidade de movimento com a difusividade térmica e o número de Nusselt relaciona a transferência de calor por convecção e por condução de um fluido 36. Uma das maneiras de se solucionar problemas de condução de calor multidimensional em regime permanente é através da abordagem numérica. Empregando-se o método das diferenças finitas, a equação da condução bidimensional em regime permanente, sem geração de energia, para um ponto nodal interno (com Δx = Δy), toma a seguinte forma: 04 ,1,1,,1,1   nmnmnmnmnm TTTTT Considere a figura abaixo, em que são conhecidas as temperaturas nas quatro faces, e onde temos 4 pontos nodais internos de temperaturas desconhecidas. Com o auxilio da equação da condução bidimensional em regime permanente sem geração de energia, em diferenças finitas (apresentada anteriormente), é possível a estimativa das temperaturas dos quatro nós internos. Assim sendo, as temperaturas dos pontos nodais 1, 2, 3 e 4 indicados na figura são, respectivamente: A) 168,8o C, 206,3o C, 118,8o C, 156,3o C; B) 118,8o C, 168,8o C, 156,3o C, 206,3o C; C) 206,3o C, 118,8o C, 156,3o C, 168,8o C; D) 156,3o C, 118,8o C, 168,8o C, 206,3o C. E) 118,8o C, 156,3o C, 168,8o C, 206,3o C; _______________________________________ 37. Uma superfície plana é coberta com um isolante com condutividade térmica de 0,08 W/(m K). A temperatura na interface entre a superfície e o isolante é de 300 o C. O lado externo do isolante é exposto ao ar a 30 o C e o coeficiente de transferência de calor por convecção entre o isolante e o ar é de 10 W/(m2 K). Ignorando a radiação, qual deverá ser a espessura mínima do isolamento, tal que o lado externo do isolante possua uma temperatura não superior a 60 o C em regime permanente? A) 0,064 m B) 0,94 m C) 0,023 m D) 0,24 m E) 0,128 m
  11. 11. IFRS – Concurso Público Edital 27/2010 – Caderno de Provas – Transferência de Calor e Análise Térmica 11 38. A respeito da condução de calor em regime transiente, um dos métodos que permite a solução de problemas deste tipo é o que emprega as Cartas de Heisler. Sobre este método, considere as seguintes proposições: I. As cartas de Heisler limitam-se a valores do módulo de Fourier maiores que 0,2; II. A aplicação deste método pressupõe resistência à condução de calor desprezível; III. O adimensional de Biot é calculado como: h kL Bi c  , onde Lc é uma dimensão característica; IV. As cartas de Heisler podem ser utilizadas para se obter a distribuição de temperatura numa placa infinita de espessura 2L, num cilindro longo, ou numa esfera; V. O emprego das cartas de Heisler é indicado para uma parede cujas dimensões de altura e profundidade não são tão grandes em relação à espessura, ou um cilindro cujo comprimento não é tão grande comparado ao diâmetro. Estão CORRETAS as proposições... A) II, III e IV; B) I e V; C) I e IV; D) II e IV; E) II e V. _______________________________________ 39. As figuras a seguir mostram os perfis de temperatura dos dois fluidos ao longo de um trocador de calor para as chamadas “condições especiais em trocadores de calor”. Considere as seguintes afirmações a respeito das figuras: I. A figura (a) ilustra a situação em que um dos fluidos troca calor latente de evaporação; II. Não é possível nem necessário o cálculo da Média Logarítmica da Diferença de Temperatura entre os dois fluidos para o caso da figura (c); III. As figuras (a) e (b) exemplificam a ocorrência de mudança de fase de um dos fluidos; IV. Na figura (c) ambos os fluidos mudam de fase; V. A figura (b) ilustra a situação em que um dos fluidos troca calor latente de evaporação. Estão CORRETAS as proposições... A) I, II e III B) I, III e IV; C) III, IV e V; D) II, III e V; E) II, IV e V. _______________________________________ 40. Na transferência de calor por convecção natural sobre uma placa horizontal, a força de empuxo é exclusivamente normal à superfície. Os padrões de escoamento e a transferência de calor dependem fortemente se a superfície está resfriada ou aquecida, assim como se ela está voltada para cima ou para baixo. Considere as figuras a seguir que ilustram estas quatro situações. I. Na figura (a) a superfície está mais fria que o fluido; II. A figura (b) representa uma superfície quente voltada para baixo; III. A figura (c) representa uma superfície quente voltada para cima; IV. Na figura (d) a superfície está mais fria que o fluido; V. Para os quatro casos, a estimativa do coeficiente de convecção “h” é feita através de correlações na forma Nu = C·RaL m , onde Nu é o número de Nusselt, RaL corresponde ao número de Rayleigh, e “C” e “m” são constantes. Estão CORRETAS as proposições... A) III, IV e V B) I, II e III C) I, III e V D) II, III e V E) II, III e IV

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