Aula 14 - Exame

Sala do Exame => 3 bloco A

Caros alunos,

Exame Final - Dias 23/06  e 24/06 às 20h. Abaixo coloco as duas revisões dadas em sala do 1º Bimestre e do 2º Bimestre. 

https://www.youtube.com/watch?v=gpL9TmcNcRg

https://www.youtube.com/watch?v=ATA8l_7CFtU&t=106s

Questões Importantes:

Aula 13 - Revisão Para Prova

Em nossa aula 13 faremos uma revisão para prova, após terminada estarei a disposição de solucionar possíveis dúvidas.

Questões Importantes para Prova

Questão 1

Questão 2

Questão 3

Questão 4

Um gás perfeito realiza uma transformação Cíclica, para esta transformação responda cada questão abaixo:

(a) Calcule o trabalho no ciclo BC.

(b) Calcule o trabalho no ciclo CA.

(c) Calcule o trabalho no ciclo ABCA.

(d) Determine a quantidade de calor liberada ou recebida pelo sistema.

Questão 5 - Teoria sobre Aplicações da Propagação do Calor (Condução, Convecção e Irradiação)

Aula 12 - Questionário

1> O que você entende por entropia?

2> Máquinas Térmicas devem ser construídas respeitando alguns aspectos para seu funcionamento. Que aspectos são esses?

3> Em termos de arquitetura de trabalho, qual o motivo da maior eficiência de um motor elétrico em relação a um motor à combustão? 

Aula 12 - Exercícios de Sala

1> Considere que 200 J de trabalho são realizados sobre um sistema e que 70,0 cal são extraídas do sistema na forma de calor. No sentido da primeira lei da termodinâmica, quais são os valores (incluindo sinais) de:

(a) Trabalho;

(b) Quantidade de Calor;

(c) Variação da energia interna.

2> Um gás no interior de uma câmara passa pelo ciclo mostrado na figura. Determine a energia transferida pelo sistema sob forma de calor durante o processo CA se a energia adicionada sob a forma de calor Q(AB) durante o processo AB for 20,0 J, se nenhuma energia for transferida sob forma de calor durante o processo BC e se o trabalho resultante realizado durante o ciclo for 15,0 J.

3> A substância trabalhante de uma máquina térmica realiza ciclos entre duas fontes térmicas, trocando com elas as quantidades  180 J e 240 J. Determine:

(a) o trabalho realizado em calorias;

(b) a potência útil obtida na máquina, sabendo que os ciclos são realizados com a frequência de 4 Hz;

(c) o rendimento dessa máquina.

4> Um motor de Carnot absorve 52 kJ sob a forma de calor e expele 36 kJ sob forma de calor em cada ciclo. Calcule (a) a eficiência do motor e (b) o trabalho realizado por ciclo em kJ.

Questão 5

Aula 12 - Termodinâmica - Parte Final

 Em nossa aula falaremos da 1ª Lei da Termodinâmica:

Suas aplicações nos processos de transformações.

Logo depois falaremos da 2ª Lei da Termodinâmica - Máquinas Térmicas.

Falaremos da eficiência dessas máquinas.

Também apresentaremos o conceito de entropia, terminaremos os últimos exercícios.

Se T for constante:

Caso Contrário:

Aula na UFF:

Aula no Semestre passado

Aula 11 - Guindaste Hidráulico - Resultados

Guindastes

Competição

Equipes

1º Lugar

Resultados

Aula 11 - Iniciação Tecnológica - Guindaste Hidráulico

 Em nossa aula 11 teremos a Iniciação Tecnológica do Guindaste Hidráulico:

As regras você encontra em:

Regras

(número de seringas liberado)

Lembrando que o número de seringas é livre e a massa a ser levantada terá no máximo 2 kg.

O Relatório deve conter:

1> Nomes completos e curso

2> Objetivos do projeto

3> Projeto do Guindaste (desenho, foto, dimensões)

4> Problemas e Soluções

5> Relacionar a Física desenvolvida em sala com o Guindaste.

6> Conclusão

7> Referências

Aula 10 - Questionário

 1> Explique, com suas palavras o processo de transferência de calor chamado Radiação.

2> Qual o objetivo central da Termodinâmica?

3> Quais as variáveis de estado da Termodinâmica?

4> De forma objetiva, diferencie as Transformações: Isobárica, Isométrica e Isotérmica.

Aula 10 - Exercícios

1> A radiação emitida por uma superfície real é calculada comparando-a com um corpo negro. Um corpo negro é definido como um corpo hipotético que absorve toda a radiação térmica que nele incidir, ou seja, ele emite radiação exatamente na mesma taxa que absorve. A Lei de Stefan-Boltzmann relaciona o poder emissivo de um corpo negro com a temperatura da sua superfície, como mostra a equação:

Enegro =σ⋅Ts4

Em que σ é a constante de Stefan-Boltzmann e Ts é a temperatura da superfície do corpo negro, em Kelvin.

O fluxo térmico E máximo de uma superfície real, cuja emissividade e absortividade valem 0,8 e 0,6, respectivamente, pode ser calculado através da equação:

a) E = 0,6⋅σ ⋅Ts4 .
b) E = 0,8⋅σ ⋅Ts4.
c) E = σ⋅Ts4  / 1, 4.
d) E = 0,4⋅σ ⋅Ts4 . 
e) E = σ⋅Ts4  / 1, 2.

2> Uma esfera de Raio 0,500 m, temperatura 27,0ºC e emissividade de 0,850, está localizada em um ambiente de temperatura  igual a 77,0ºC. A que taxa a esfera (a) emite e (b) absorve radiação térmica? (c) Qual a taxa resultante de troca de energia da esfera?

3> Uma amostra de gás se expande de 1,0 mˆ3 para 4,0 mˆ3 enquanto sua pressão diminui de 40 Pa para 10 Pa. Quanto trabalho é realizado pelo gás se a sua pressão varia com o volume passando por cada uma das três trajetórias mostradas no diagrama p - V?

4> Uma amostra de gás se expande a partir de uma pressão e um volume iniciais de 10 Pa e 1,0 mˆ3 para um volume final de 2,0 mˆ3. Durante a expansão, a pressão e o volume são obtidos pela equação p = a Vˆ2 , onde a = 10 N/mˆ8. Determine o trabalho realizado pelo gás durante a expansão.

5> Um cubo, de 6,0 × 10ˆ–6 m de aresta e emissividade 0,75, à temperatura de –100°C, flutua no espaço sideral, onde a temperatura é –150°C. Qual é a taxa líquida de transferência da radiação térmica do cubo?

Aula 10 - Radiação e Termodinâmica - Parte 1

 Falaremos, sobre o último processo de transferência de calor a Radiação ou Irradiação.

Aprenderemos a calcular a taxa de emissão de energia via radiação e utilizaremos a constante de Stefan-Boltzmann. 

Falaremos também de radiador de corpo negro.

Iniciaremos a discussão sobre Termodinâmica, definiremos as variáveis de estado e suas respectivas transformações.

Discutiremos o trabalho realizado por um gás e introduziremos a primeira Lei da Termodinâmica.

Universo Mecânico

Aula Introdutória - Unicamp

Aula 8 e 9 - Questionário

 Após as aulas 8 e 9 você deve ser capaz de responder as seguintes questões:

1> Diferencie com suas palavras Condução de Convecção.

2> O que a condutividade térmica mede?

3> Quais os tipos de convecção? Dê um exemplo de cada.

4> Por que a condutividade térmica nos sólidos é maior que nos líquidos?

Aula 9 - Exercícios de Sala

 1> A superfície de uma placa de aço é mantida a uma temperatura de 150 °C. Uma corrente de ar é soprada por um ventilador e passa por sobre a superfície da placa. Sabendo que o ar se encontra a uma temperatura de 25 °C e considerando um coeficiente de troca de calor por convecção de 150 W / m2 ⋅ K, determine o fluxo de calor removido da placa.

2> A superfície externa das paredes de um forno industrial possui uma área de 8m2 e é mantida a uma temperatura de 150 °C, enquanto o ar externo do ambiente se encontra a uma temperatura de 25 °C. Considerando um coeficiente de troca de calor por convecção de 50 W / m2 ⋅ K , determine a taxa de calor trocado por convecção entre as paredes do forno e o ar.

3> Resultados experimentais do coeficiente de transferência de calor por convecção h , para o caso de um escoamento sobre uma placa plana isotérmica de comprimento 0,5 m, sugerem a seguinte relação: h = 2x−1/2 . Determine o coeficiente de transferência de calor por convecção média h sobre toda a placa.

Aula 9 - Convecção

Iniciaremos mostrando que a convecção pode ser separada em dois tipos, livre e forçada. Logo depois falaremos da Lei de Newton de Resfriamento.

Baixas Temperaturas

Aula 8 - Exercícios de Sala

 1> A condutividade térmica de uma folha de isolante de alumínio extrudado rígido é igual a  0,029 W / m ⋅ K. Para uma determinada aplicação, a diferença de temperaturas medidas entre as superfícies de uma folha com 20 mm de espessura deste material é T1 − T2 = 10 K . Qual é a taxa de transferência de calor através de uma folha de isolante com dimensões 2 m x 2 m?

2> A câmara de um freezer é um espaço cúbico com 2 m de lado. Considere o fundo como sendo perfeitamente isolado. Qual a espessura mínima requerida do isolante térmico à base de espuma de poliestireno (k = 0,030 W / m . K) que deve ser aplicado nas paredes do topo e das laterais do freezer, para garantir que a taxa que entra nele seja inferior a 500 W, quando as suas superfícies interna e externa se encontram a - 10 °C e 35 °C, respectivamente?

3> Uma taxa de calor de 3 kW é conduzida através de um material isolante, utilizado em um forno industrial, com área de seção reta de 10 m2 e espessura de 2,5 cm. Se a temperatura da superfície interna é de 415 °C e a condutividade térmica do material é de 0,02 W / m . K, qual a temperatura da superfície externa? 

Alumínio Extrudado:

Aula 8 - Transferência de Calor - Condução

A transferência do Calor pode ocorrer através da Condução, Convecção e Radiação (ou Irradiação). Abaixo veremos esses processos de transferência:

1> Condução

Taxa de Transferência do Calor

Universo Mecânico - Temperatura - Lei dos Gases

Aula do semestre passado

Aula 7 - Exercícios de Sala (Perda de Carga)

1> A perda de carga representa uma conversão de energia mecânica em energia térmica, ou seja, uma energia potencial, cinética ou de pressão que é perdida ao longo do escoamento, devido ao efeito do atrito. Considere que água escoa com velocidade de 1 m/s através de um conduto circular de diâmetro 0,1 m. Qual o fator de atrito aproximado desse escoamento? O contudo pode ser considerado como liso.

Dados da água: ν =10−6 m2 / s.

2> A perda de carga localizada ocorre em locais ou singularidades em que o escoamento sofre perturbações bruscas. Essa perda de carga é devido aos efeitos de atrito e do gradiente adverso de pressão que ocorre quando o fluido atravessa as singularidades inseridas no sistema.

Qual a perda de carga localizada em uma entrada de borda viva (K = 0,5) cuja velocidade do escoamento é de 4 m/s?

3> Tem-se que o coeficiente de forma é encontrado a partir de quadros, gráficos etc. geralmente construídos a partir de dados experimentais levantados para cada tipo de singularidade. Qual a perda de carga localizada em uma contração brusca de razão 0,25, cuja velocidade do escoamento é de 5m/s?

4> O coeficiente de forma para válvulas parcialmente abertas é calculado a partir de gráficos como o ilustrado na figura a seguir, em que h / D é a fração de abertura da válvula. O gráfico apresentado na figura é utilizado para o cálculo do coeficiente de forma para válvulas parcialmente abertas dos tipos: globo, disco e gaveta. Qual a perda de carga localizada em uma válvula de gaveta, 30% aberta, cuja velocidade do escoamento é de 5 m/s?