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Prova CESGRANRIO - 2012 - Petrobras - Engenheiro de Equipamento Júnior - Mecânica-2012


ID
1294120
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Um refrigerador de Carnot opera em ciclos retirando uma quantidade QA = 1.000 kJ de calor da fonte fria e rejeitando uma quantidade de calor QR = 1.250 kJ em uma fonte quente à temperatura TQ = 300 K.

A temperatura da fonte fria TF, em K, é

Alternativas
Comentários
  • eficiencia do ciclo = efeito útil / efeito pago = Qa/(Qr-Qa), no ciclo de Carnot podemos utilizar a aproximação Q = T(K). Sendo assim,

    Qa/(Qr-Qa) = Tf/(Tq-Tf) =>> 1000/250 = Tf/(300-Tf) =>> Tf = 240 K

  • Qf/Qq = Tf/Tq ---> 1000/1250 = Tf/300 ----> Tf = 240K

  • só podiam ser as alternativas a ou b. A a é muito desproporcional , então só restou a b.


ID
1294126
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma máquina absorve calor a 300,0 °C e a uma pressão de 10 atm e despeja calor no ar a 240,0 °C à pressão de 1 atm.
Considerando 1 atm = 1,0 × 105 Pa, o rendimento máximo possível para essa máquina é de

Alternativas
Comentários
  • rendimento N = 1 - Ql / Q h

    rendimento maximo, ciclo de Carnot

    N = 1 - Tl / Th

    Th = 300ºC = 573K

    Tl - 240ºC = 513K

     

    N = 1 - 513 / 573

    N ~ 10%

     

    gabarito cesgranrio = D, 20%, mas eles usaram a temperatura em ºC, não em Kelvin

  • Questão deveria ser anulada pois a temperatura usada foi em grau celsius (errado) e não em kelvin (que seria o certo)!


ID
1294129
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma máquina térmica opera ciclicamente absorvendo, a cada ciclo, calor QA = 2.400 kJ de uma fonte quente a TQ = 600 K e rejeitando calor QR = 1.800 kJ em uma fonte fria com TF = 300 K.

O rendimento r da máquina e a variação total da entropia do sistema e reservatórios, ΔST, ao final de 1 ciclo da máquina são, respectivamente,

Alternativas
Comentários
  • Basta lembrar que a Entropia (S) pode ser calculada pela razão dQ/dT, ou seja, (2400-1800)/(600-300) = 2kJ/K

    E a eficiência basta n = (qH-qL)/qH = 0,25
  • Importante não confundir a eficiência com a eficiência máxima possível do ciclo (eficiência de Carnot), onde:

     

    n_carnot = 1- Tf/Tq

     

  • N= 1-Qr/Qa

    N=1-1800/2.400

    N=1-0,75 

    N= 0,25 

    VARIAÇÃO DE ENTROPIA 

    1800KJ/300K - 2.400KJ/600 K 

    6KJ/K- 4 KJ/K = 2 KJ/K 

    r 0,25 ; VARIAÇÃO DE ENTROPIA = 2 KJ/K 

  • Primeiro calculamos o rendimento onde n=1-Qf/Qq.

    n= 1-1800/2400

    n=1-0,75

    n=0,25

    agora calculamos a variação da Entropia onde ΔST = Qf/Tf - Qq/Tq.

    ΔST = 1800/300 - 2400/600

    ΔST = 6 - 4

    ΔST = 2 Kj / K

  • Aos que calculam considerando as temperaturas devem se lembrar que esse calculo so pode ser feito para condições do ciclo carnot no qual não há variação de entropia, logo para o caso exposto no problema não se aplica a razão das temperaturas.

  • O rendimento tem que ser calculado em função das quantidades de calor absorvidas e rejeitadas no ciclo. O rendimento térmico em função da temperatura não pode ser usado, visto que ele só se aplicaria aos ciclos de carnot, o que não é o caso dessa questão. Ou seja: afirma-se que os processos de transferência de calor não são feitos de modo isotérmico, o que reduz o rendimento da máquina. Logo, o rendimento desta máquina é de 25% e a variação de entropia no processo é 2KJ/K.


ID
1294132
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Em um processo termodinâmico, um líquido de massa 10,0 g é vaporizado à pressão atmosférica de forma que seu volume varia em 0,12 m³ . Considere a pressão atmosférica igual a 1,0 × 105 Pa, o calor de vaporização do líquido igual a 500 cal/g e 1 cal = 4,0 J.

A variação de energia interna do fluido, durante o processo, em kcal, é de

Alternativas
Comentários
  • µ = h - pv

    µ = 5 kcal/g - 100000N/m x 0,12 m³

    µ = 5 kcal - 12000 J (dividimos por 4 para converter para cal)

    µ = 5 kcal - 3 kcal

    µ = 2 kcal


  • w=∫PdV = P*∫dV = 10^5*(0,12) = 12000 J (pois P é const)

    q=m*L=5000 cal > q= 20000 j

    ΔU=Q-W = 8000 J = 2000 cal = 2 kcal

    Alternativa E

     

  • Q = m x h = 10 x 500 = 5kcal

    W = pV = 10^5 x 0,12 x (1/4) = 3 kcal

    Aplica a primeira Lei da Termo: U = Q - W = 5 - 3 = 2 kcal.


ID
1294135
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Um fluido ideal, sem viscosidade e incompressível, escoa por um tubo horizontal de seção quadrada de lado L1 = 2,0 cm. Esse tubo, a partir de um certo ponto, se expande de modo a ter, a partir desse ponto, o lado L2 = 6,0 cm.

Sabendo que a vazão do tubo é de 3,6 litros/s, a variação da pressão ΔP = P2 - P1 , em kPa, é de

Dado: densidade do fluido ρ = 1,0 × 10³ kg/m³

Alternativas
Comentários
  • (V1^2)/2g + P1/y + Z1 = (V2^2)/2g + P2/y + Z2


    Q = A.V

    Q = 3,6 litros/s -> 3,6 x 10^-3 m^3/s

    A1 = (2 x 10^-2)^2 = 4 x 10^-4

    V1 = Q/A_1 = (3,6 x 10^-3)/(4 x 10^-4)

    V1 = 9 m/s


    A2 = (6 x 10^-2)^2 = 3,6 x 10^-3

    V2 = Q/A_2 = (3,6 x 10^-3)/(3,6 x 10^-3)

    V2 = 1 m/s


    (V1^2)/2g + P1/y + Z1 = (V2^2)/2g + P2/y + Z2

    (9^2)/20 + P1/(1 x 10^4) = (1^2)/20 + P2/(1*10^4)

    4,05 + P1/(1 x 10^4) = 0,05 + P2/(1*10^4)

    P2 - P1 = (4,05 - 0,05) x (1 x 10^4)

    P2 - P1 = 4 x 10^4 = 40 kPa


  • Por que 40 kPa? A questão informa densidade = 1*10^3. Erro na questão?

  • Respondendo à colega Lorena:

    Está correto 10^3.

    Com as velocidades: v1 = 9 m/s; v2=1 m/s

    temos pela equação de Bernoulli:

    P1 + ½.ρ.v1^2 = P2 + ½.ρ.v2^2

    P2 - P1 =  ½.ρ (v1^2-v2^2) = (10^3.(81-1)/2) = 40KPa

     

  • Lorena, a densidade informada não é utilizada para o cálculo da vazão porque a mesma é fornecida em razão do volume e não da massa, portanto a formula correta para encontrar a velocidade no ponto 1 e no ponto 2 é:

    Q(m³/s)=A(m²)*V(m/s), dada a vazão e a área, basta isolar V para encontrar a velocidade.

    Caso fosse fornecida a vazão em massa, a formula seria:

    Q(kg/s)=ro(kg/m³)*V(m/s)*A(m²)

    Depois de achar as velocidades é só aplicar a formula de Bernoulli conforme comentado pelo Eduardo.

  • Só faltou o sinal de Modulo ali na variação de pressão, mas beleza.

  • Respondendo a duvida da Lorena, que eu acho que ninguem entendeu:

    a densidade informada é 1*10^3, porém a forma de Bernoulli ((V1^2)/2g + P1/y + Z1 = (V2^2)/2g + P2/y + Z2) utiliza o y, que é peso especifico, ou seja, a densidade * gravidade (o renato utilizou g=10, por isso os 1*10^4, mas na verdade cortam-se todos os g nos denominadores). Nesse caso, usa a formula que a Ariane usou, que simplifica.


ID
1294138
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma partícula de massa 140,0 g é vista afundando, totalmente submersa, em um copo de água, com a aceleração de 7,0 m/s² .

A força de resistência ao movimento, em newtons, que atua na partícula é

Dado: considere g = 10,0 m/s² .

Alternativas
Comentários
  • m = 140 g -> 0,4 Kg

    Fr = m.g - m.a

    Fr = 0,14 x 10 - 140 * 7

    Fr = 0,14 x (10 - 7)

    Fr = 0,14 x 3

    Fr = 0,42 N



ID
1294141
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Um construtor de aviões deseja construir um modelo em escala reduzida de um avião real na razão de 10:1 para poder realizar testes em um túnel de vento. O avião real voa a 108 km/h, enquanto que a velocidade do ar, no túnel onde se encontra o modelo, é dada por V.

As performances dos dois serão equivalentes para um valor de V igual a

Dados:
viscosidade do ar η = 1,8 × 10-5 kg/(m.s)
densidade do ar ρ = 1,3 kg/m3

Alternativas
Comentários
  • V1 = 108 k/h = 108/3,6 = 30 m/s

    Re = pVD/µ

    Re1 = Re2

    pV1D1/µ = pV2D2/µ

    µ = cte & p = cte

    logo:

    V1.D1 = V2.D2

    D1 = D2.10

    V1.D2.10 = V2.D2

    30.D2.10 = V2.D2

    300.D2 = V2.D2

    V2 = 300D2/D2

    V2 = 300 m/s


  • Concordo que o Numero de Reinolds é um parametro adimensional importantissimo para esse estudo e para a análise e critérios de semelhança, porem nunca um protótipo terá uma "performance equivalente" conforme sugere o enunciado. Ainda, dependendo do estudo, outro parametro adimensional pode refletir melhor a "performance" equivalente, tais quais estudos de flutuação, exitação induzida ou gravitacional, vibraçoes, entre outros. Acho meio despreparado o pessoal que faz as provas, as o bom senso leva a utilizar o num. de reynolds nessa questão.


ID
1294144
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica

Seja o fluxo, de velocidade característica V, de um fluido de viscosidade η e densidade ρ por um tubo cilíndrico horizontal de seção reta uniforme de diâmetro D.

A respeito desse fluido tem-se que

Dado: número de Reynolds Re = DVρ / η

Alternativas

ID
1294150
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Um sistema é composto por duas partículas de mesma massa m = 2,0 kg. Uma partícula encontra-se em repouso no solo, enquanto a segunda partícula é solta a partir do repouso de uma altura de 75,0 cm sobre o solo.

O módulo da taxa de variação do momento linear do centro de massa desse sistema de partículas é, em N,

Considere g = 10 m/s²

Alternativas
Comentários
  • Momento linear ou quantidade de movimento define-se como P = (m1*v1+m2*v2+...)

    Para momento linear do centro de massa (Pc) temos Pc = M*Vc   sendo M (Somatorio das massas do sistema) e Vc (velocidade do centro de massa)

    Então, para encontrarmos Vc temos,

    Vc = (m1*v1+m2*v2)/M portanto,

    Vc = (2*v1+2*0)/4

    Vc = v1*(1/2) 

    Logo, para Pc, temos;

    Pc = 4*(v1*1/2) então Pc = 2*v1
     

    Para o módulo da taxa de variação do momento linear do centro de massa, temos;

    dPc/dt = 2*dv1/dt derivando a velocidade, temos a aceleração, e como ela é vertical, já a conhecemos, então;

    dPc/dt = 2*10 = 20

     

  • 1) Velocidade para chegar ao chão

    Vf² = Vo² + 2.a.ΔS

    Vf² = 0 + 2 . 10 . 0,75

    Vf = 3,8 m/s

    2) Tempo para chegar ao chão

    S = So + Vo.t + a.t²/2

    0,75 = 0 + 0 + 10.t²/2

    t = 0,38 s

    3) Quantidade de movimento

    Q₁ = m . v

    Q₁ = 2 . 3,8

    Q₁ = 7,7 kg.m/s

    Q₂ = m . v

    Q₂ = 0

    ΔQ = 7,7 kg.m/s

    4) Impulso e Quantidade de Movimento

    i = F . Δt

    i = ΔQ

    F . Δt = ΔQ

    F = ΔQ / Δt

    F = 7,7 / 0,38

    F = 20 N

    Gabarito: Letra E

    Bons estudos!

  • Eu fiz de outra forma, dado que a taxa de variação do momento linear é a mesma coisa que a força, eu só peguei e vi qual a única força que atuava no sistema gerando deslocamento, no caso é a força peso da massa que estava acima do solo.

    Logo: dP/dt = Fr = mg = 20 N

    Se o corpo que está no solo também tivesse alguma força atuando nele, daí seria necessário fazer a soma vetorial das forças para se descobrir a força resultante.


ID
1294162
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Suponha que um planeta tenha uma atmosfera de densidade uniforme e altura H (muito menor que o raio do planeta). A pressão atmosférica de equilíbrio na superfície do planeta é P1 . Para a mesma quantidade de gás na atmosfera, suponha que agora a altura da atmosfera é H/2 e que a pressão de equilíbrio na superfície desse mesmo planeta é P2 . Ainda para a mesma quantidade de gás e mesmo planeta, a altura é agora 2 H, e a pressão de equilíbrio na superfície é P3 .

Dado: aceleração da gravidade no planeta pode ser considerada como uma constante.

Considerando-se o que foi apresentado, as pressões atmosféricas são:

Alternativas
Comentários
  • O que importa é a quantidade de gás, aumentando a altura e mantendo a mesma quantidade gás só estamos diminuindo a densidade da atmosfera. É como se, para compensar o efeito da maior coluna de atmosfera, fosse diminuida a concentração de gás. 

  • Como H <<< R

    V = 4/3.PI.R^3 

    V = 4/3.PI.[(R+H)^3) - R^3]

    V = 4/3.PI.[R3 + 3R^2H + 3RH^2 + H^3 - R^3] --> H~0 por ser muito menor que o Raio

    V = 4/3.PI.[3R^2H + 3RH^2]

    V = 4/3.PI.3.R.H.(R + H)--> H~0 por ser muito menor que o Raio

    V= 4.PI.R^2.H  (eq I)

    P = rho,g.H e rho=m/V

    P=m.rho.g.H/V (eq II)

    subst (I) em (II),

    P= m.rho.g.H/(4.PI.R^2.H)

    P= m.rho.g/(4.PI.R^2) --> A pressao nao depende de H

    logo P1=P2=P3

    letra C

     

  • Como o raio do planeta é muito maior que a altura H, consideramos uma vasta área plana do planeta como sendo A, sendo assim, o volume de gás dessa área será o produto A*h. Como a densidade p = massa/volume, temos que p = m/(A*h).

    P = pgh --> m/(A*h) * g * h, como a massa não varia e gravidade não variam, cortamos h do denominador e numerador e obtemos P = m*g, ou seja, independe da altura h. Portanto P1 = P2 = P3

  • A pressão atmosférica é a pressão que toda a atmosfera terrestre exerce sobre tudo que existe na Terra e varia de acordo com a altitude em que os corpos se encontram. Ao nível do mar, a pressão atmosférica equivale a aproximadamente 1 bar (ou 1 atm). 
    Quanto maior a altitude, menor será a pressão atmosférica sobre um corpo, já que a massa de ar existente acima deste corpo será menor.

     

    ou seja, não depende da altura e sim varia pois a quantidade de massa de ar está diminuindo 

     

    http://garriga-rio.escola24h.com.br/artigos/voce-sabia/por-que-a-pressao-atmosferica-muda-com-a-altitude.html?sniveleduca=em&mid=0

  • Pq acima de 2H fora da atmosfera ainda tem pressao?


ID
1294165
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma barra solicitada axialmente por compressão no regime elástico linear apresenta duas deformações transversais

Alternativas
Comentários
  • Ao citar o "regime elástico linear", essa questão permite que você desconsidere a possibilidade de flambagem ou de outros complicadores. Como pode se inferir que a barra é feita de um material elástico e incompressível ('que não altera seu volume'), a força aplicada axialmente irá reduzir a dimensão do eixo e, consequentemente, aumentar as dimensões radiais da barra.
    Por isso as deformações transversais são positivas e a longitudinal é negativa.

  • Pela Lei de Hooke

    ε=1/E[σ1 - v(σ2+σ3)]

    Considerando compressão axial temos que σz=-σσx=σy=0

    Para as deformações nas 3 direçãos teremos:

    εx=1/E[σx - v(σy+σz)]  = 1/E[-v(-σ)]  =  vσ/E

    εy=1/E[σy - v(σx+σz)]  = 1/E[-v(-σ)]  =  vσ/E

    εz=1/E[σz - v(σx+σy)]  = 1/E[ -σ -v(0)]  =  -vσ/E

    Portanto, εx e εy são deformações transversais positivas e εz deformação axial negativa

    Letra A)

  • A COMPRESSÃO AXIAL É A QUE OCORRE NO SENTIDO DA FIBRA OU SEJA A PEÇA ENCURTA E ESTUFA AXIALMENTE ENCURTA ( NEGATIVA ) TRASVERSALMENTE ( POSITIVA )

    RESPOSTA ( POSITIVA E AXIALMENTE NEGATIVA )

    NÃO ENTEDI QUANDO ELE SE REFERE A "DUAS" DEFORMAÇOES TRANSVERSAIS SE A TRANSVERSAL É SOMENTE UMA


ID
1294180
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Com relação ao compressor alternativo de pistão, considere as afirmações abaixo.

I - É uma máquina de deslocamento positivo que utiliza um pistão inserido em um cilindro para produzir um aumento de temperatura.
II - O pistão se desloca no interior de um cilindro num determinado sentido, admitindo o gás à pressão de admissão, e, em seguida, se desloca no sentido contrário, fazendo a compressão através da redução de volume.
III - Dependendo da razão total de compressão que se deseja obter, pode haver mais de um estágio.

É correto o que se afirma em

Alternativas
Comentários
  • Alguém poderia explicar melhor a terceira afirmação?
  • Luan, caso se deseje obter pressões mais elevadas ou uma maior eficiência volumétrica, podem ser usados compressores em estágios, nesse caso o compressor consegue trabalhar com dois estágios de compressão onde o segundo estaghio comprime o resultado do primeiro, gerando os resultados citados.
  • Quando ele comprime o gás há um aumento de temperatura, porque a afirmação 1 está errada? Ele n produz aumento de temperatura diretamente mas existe....

  • Lívia, 

    I - É uma máquina de deslocamento positivo que utiliza um pistão inserido em um cilindro para produzir um aumento de temperatura.

    Da maneira que foi escrito, infere-se que o objetivo da máquina é a obtenção de um aumento de temperatura, tornando a afirmação errada.

  • Ao Luan,

    Dependendo dos níveis de operação pode ser que o nível de compressão exigido para o processo seja demasiadamente elevado, de modo que o trabalho a ser desempenhado por um único conjunto de pistões opere sob níveis de carga muito elevados. Sendo assim, podemos dividir esse processo em estágios de maneira que em cada um desses ciclos o fluido de trabalho, no caso o ar atmosférico, vai ganhando um incremento de pressão gradualmente em cada um dos cilindros.


ID
1294183
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

O fenômeno da cavitação pode ocorrer em bombas centrífugas, afetando-lhes o desempenho.

Tal fenômeno consiste na

Alternativas
Comentários
  • Cavitação - É um fenômeno físico que ocorre principalmente no interior de sistemas hidráulicos e que consiste na formação de bolhas de vapor no meio fluído transportado.Cavitação ocorre quando a pressão estática absoluta local cai abaixo da pressão de vapor do líquido e portanto portanto causa a formação formação de bolhas de vapor no corpo do líquido, isto é, o líquido entra em ebulição.

  •  d)

    vaporização de um líquido que está em movimento, devido a alterações na sua pressão, que, no caso, diminui e alcança a pressão de vapor, correspondente à sua temperatura.

  • É importante também salientar que a cavitação ocorre no ponto de menor pressão ABSOLUTA da bomba, ou seja, na sucção (centro do rotor).


ID
1294186
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Com relação ao compressor de diafragma, considere as afirmações abaixo.

I - O compressor de diafragma é uma máquina alternativa de deslocamento positivo que utiliza um pistão para deslocar um ?uido hidráulico que aciona um diafragma que realiza a compressão do gás.
II - O emprego de materiais de alta resistência na fabricação do diafragma permite a compressão de gases quentes e a utilização de elevadas razões de compressão no compressor de diafragma.
III - A con?guração do elemento de compressão em diafragma não exige lubri?cação para as vedações do pistão e da haste, como ocorre nos compressores alternativos de pistão.

É correto o que se afirma em

Alternativas
Comentários
  • Fiquei com dúvida no item II. Senti falta da questão especificar se é resistência mecânica, resistência à fadiga, etc, pois no compressor de diafragma o material desse componente deve ter suficiente flexibilidade para se deslocar e comprimir o fluido.

     

    Alguém gostaria de opinar?

  • Concordo Arthur, porem como você mesmo disse, já se subentende que pro equipamento ser de diafragma e realizar o trabalho de compressão, ele já tem que ter essa flexibilidade que você ressaltou. Por isso vejo que a abordagem que a questão quis trazer era justamente a resistencia suficiente para trabalhar à alta temperatura e carga alta de pressão, seja mantendo a sua resistencia, flexibilidade (trabalhando como diafragma) como aos efeitos de resistencia a temperatura elevada.


ID
1294189
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Nas turbinas de ação, o jato de vapor incide diretamente sobre as palhetas. Tais turbinas são constituídas de bocais fixos onde o vapor, ao passar,

Alternativas
Comentários
  • Sabendo que ao passar pelo bocal a pressao diminiu já mata a questao porque as alternativas D e E sao absurdas (compressor que comprime o vapor).

    Ao passar pelo bocal,o vapor se expande... com isso a pressao cai e a velocidade aumenta

    Resposta letra A


ID
1294195
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

As centrais modeladas pelo ciclo Brayton podem operar tanto em sistema aberto quanto em sistema fechado.

Os principais equipamentos utilizados na operação em sistema fechado são:

Alternativas
Comentários
  • - Para o sistema aberto utiliza-se uma câmara de combustão;

    - Para o sistema fechado utiliza-se um trocador de calor.


ID
1294198
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

O rendimento η do ciclo ideal de Rankine pode ser escrito em função do calor fornecido ao ciclo, qH, e do calor rejeitado, qL , como

Alternativas
Comentários
  • Pela conservação de energia no ciclo, qH - w - |qL| = 0, em que w é o trabalho gerado na turbina. O rendimento n é igual ao trabalho w dividido pelo calor que entra qH. Logo, n = w/qH = (qH - |qL|)/qH
  • Lembrando que pode ser escrito em função das entalpias e/ou a partir do trabalho na bomba e turbina.


ID
1294201
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

O ciclo de Rankine é o modelo ideal para uma unidade motora simples a vapor.

Nesse ciclo, o fluido de trabalho

Alternativas
Comentários
  • 1-2 Compressão isoentrópica ∆s = 0 (Bomba)

    2-3 Aquecimento isobárico ∆P = 0 (Caldeira)

    3-4 Expansão isoentrópica ∆s = 0 (Turbina)

    4-1 Resfriamento isobárico ∆P = 0 (Condensador)

    Letra A


ID
1294204
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Ao ser imposta uma condição inicial de deslocamento a um sistema massa-mola-amortecedor típico, verifica-se uma oscilação com amplitude

Alternativas
Comentários
  • O sistema apresentará resposta oscilatória decrescente até parar para um fator de de amortecimento menor que 1 ( ζ < 1).

    Para um fator de amortecimento igual ou maior que 1, o sistema não apresentará resposta oscilatória e só apresentaria amplitude de oscilação constante caso não houvesse amortecimento, ou se, em caso de amortecimento, existisse uma força externa atuando para compensar a dissipaçao de energia.


ID
1294207
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Um sistema mecânico linear de dois graus de liberdade, sujeito a vibrações, é representado por suas matrizes características de massa (M), amortecimento (B) e rigidez (K).

Os elementos dessas matrizes, que caracterizam o acoplamento existente entre os dois graus de liberdade, são os elementos da

Alternativas
Comentários
  • não seria na matriz principal???

  • Não, o acoplamento é dado pela DIAGONAL secundária.


ID
1294210
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

A ressonância de um sistema mecânico linear sem amortecimento de múltiplos graus de liberdade ocorre quando o sistema é submetido a um forçamento harmônico cuja frequência coincide

Alternativas
Comentários
  • Para um sistema linear com infindáveis modos de vibrações, basta a frequencia da sua excitação coincidir com qualquer uma das frequencias naturais dele ... logo a resposta é a B


ID
1294216
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

A transformação de fase martensítica

Alternativas
Comentários
  • O que é atérmica?

  • A transformação martensítica pode ser definida como uma transformação de fase no estado sólido ausente de difusão. Um caso particular ocorre quando durante o processo de resfriamento, a amostra for mantida em uma isotérmica, com temperatura abaixo de Mi, e acima de Mf, a reação cessará no momento em que toda a amostra estiver na presente temperatura. Com isso, o processo de nucleação é ausente de ativação térmica sendo chamado de transformação martensítica atérmica.

  • Atérmico - que não liberta nem absorve calor.

    Bom lembrar que pra ter martensita nos aços deve-se ter austenita (não é qualquer tipo de aço que tem essa fase) e a martensita é metaestável (não de equilíbrio). Além disso está presente na liga Cu-Al ( não apenas nos aços), por isso não pode ser letra a, b, c ou d.

  • Caro Arthur, apenas uma breve correção do comentário do Leonardo, ele explicou o significado da palavra atérmica, entretanto quando falamos da Martensita, temos que saber que ela é ATÉRMICA (a reação ocorre com mudança de temperatura e a Martensita formada independe do tempo), a grosso modo ATÉRMICA É QUANDO A REAÇÃO É FUNÇÃO APENAS DA TEMPERATURA E INDEPENDE DO TEMPO.

    Há casos de formação de Martensita ISOTERMICA (RARISSIMO CASOS EM AÇO ALTA LIGA) ; mas no mais isso é um assunto pros doutores e PHD de metalurgia hehe!

  • A martensita é uma fase metaestável composta por ferro que está supersaturada com carbono e que é o produto de uma transformação sem difusão (atérmica) da austenita. Não é uma transformação exclusiva dos aços, sendo presente em algumas ligas metáticas e não metálicas.


ID
1294219
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

A equação de Hall-Petch explica o aumento de resistência pelo mecanismo de

Alternativas
Comentários
  • Essa equação demonstra o aumento da resistência pela redução do diâmetro do grão.

  • EXPLICA O AUMENTO DE RESISTÊNCIA PELO REDUÇÃO  TAMANHO DO GRÃO. 


ID
1294222
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

No diagrama de fases Ferro-Carbono, uma liga com 0,9 % em peso de carbono, é aquecida até o campo austenítico.

Após, é homogeneizada e, então, é resfriada lentamente até a temperatura ambiente exibir as fases:

Alternativas
Comentários
  • Não consigo ver esta questão diferente da letra B. Com 0,9% de carbono, temos uma liga Hipereutetóide e consequentemente haverá a formação de cementita e não ferrita.

  • A perlita não é considerada fase, é uma Microestrutura formado pelas fases ferrita+cementita.

    Na temperatura ambiente teremos perlita(ferrita+cementita) + cementita,= fases de ferrita e cementita 
  • Perfeito Eduardo, depois de um tempo vi o vacilo do final da frase ter FASE. Essa foi uma boa casca de banana.

  • E pq não pode ser uma cementita proeutetoide?

  • A cementita proeutetótide é um microconstituinte da microestrutura:

    Fase < Microconstituinte < Microestrutura

  • Microestrutura - Perlita e Cementita

    Microconstituintes - ferrita eutetódide e cementita eutetóide (que compões a perlita) + cementita pró-eutetóide (Formada acima de A1)

    Fases - Ferrita e Cementita.

    Um aço ou ferro fundido só pode ter as seguintes FASES, quando resfriados lentamente: Ferro delta, Ferro Alpha (ou ferrita), Austenita, Cementita (Fases sólidas) e líquido. Quando possui um resfriamento rápido ainda poderar formar Martensita e Bainita.

  • Ótima questão, apesar da pegadinha. Força o candidato a diferenciar fase de microconstituinte.

    As fases presentes são ferrita e cementita, ja os microconstituintes são cementita e perlita.

  • Agora vocês já perceberam que muitas vez as bancas confundem fase e microestrutura colocando tudo como fase? O que já vi de questão assim não é brincadeira... ai agora me deparo com isso. hehehehe

    É pra se lascar!


ID
1294225
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

A taxa de compressão é um parâmetro que limita a potência máxima indicada em motores de ignição por centelha que usam gasolina como combustível, uma vez que, para um dado motor,

Alternativas
Comentários
  • A - Correta

    B - A potência líquida é a potência indicada - a potência de atrito, portanto um aumento na potência de atrio diminui a potência líquida - ERRADA

    C - Quanto maior a taxa de compressão, maior será a pressão no interior do cilindro - ERRADA

    D - O alcool aumenta a octangem da gasolina, que indica a resistência que o combustível tem em entrar em combustão espontânea, provocando a detonação. Portanto, um aumento na taxa de compressão indicaria uma octanagem maior e, portanto, um aumento na concentração de alcool na gasolina - ERRADA

    E - A potência específica é a potência em que o motor irá operar. A potência específica máxima é o produto da potência líquida pelo fator de segurança. O que aumenta a potência específica é a carga que o motor está acionando. - ERRADA.


ID
1294234
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma peça de engenharia, de geometria complexa, deve ser produzida a baixo custo. Ela deve possuir alta rigidez e alta tenacidade.

Para atender a esses requisitos, o material adequado que um engenheiro de materiais seleciona é o

Alternativas
Comentários
  • Uma peça de engenharia, de geometria complexa, deve ser produzida a baixo custo. Ela deve possuir alta rigidez e alta tenacidade


    1) Compósitos são de alto custo


    2) Polímeros comuns de baixa rigidez, se for melhorar a propriedade, ficam de alto custo.

  • Materiais cerâmicos NÃO apresentam alta tenacidade.

    Materiais compósitos NÃO são produzidos com baixo custo.

    Materiais poliméricos NÃO apresentam alta rigidez (quando comparado aos outros materiais citados).

    Portanto, o material a ser escolhido deve ser o METAL, por combinar da melhor forma todos esses requisitos.

    Alternativa B é a correta.


ID
1294237
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Estatística
Assuntos

Um engenheiro mecânico oferece determinado equipamento desenvolvido por ele para duas empresas, que estipulam um prazo de uma semana para uma decisão. A probabilidade de o engenheiro receber uma oferta da empresa 1 é de 0,5, e da empresa 2 é de 0,7, e de ambas as empresas é de 0,4.

A probabilidade de que o engenheiro consiga uma oferta de pelo menos uma das empresas é de

Alternativas
Comentários
  • P(emp1)= 0,5

    P(emp2)=0,7

    P(emp1 e emp2)= 0,4

    Fórmula: P(1U2) = P(1) + P(2) - P(1^2)= 0,5 +0,7 - 0,4 = 0,8

    ^ intercessão

    Resposta: C


ID
1294240
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Estatística
Assuntos

Um departamento de uma empresa tem dois caminhões à sua disposição para o transporte de equipamentos. A probabilidade de o caminhão 1 estar disponível quando necessário é de 0,84, e a do caminhão 2 é de 0,92.

A probabilidade de os caminhões 1 e 2 estarem disponíveis para uma determinada solicitação é de

Alternativas
Comentários
  • P(1 ∩ 2) = P(1) x P(2) = 0,84 x 0,92 = 0,77


ID
1294243
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Em um motor de indução trifásico síncrono com dois pares de polos, a velocidade de sincronismo, em rpm, referente a uma frequência da corrente que circula pelo enrolamento estatórico de 60 Hz é de

Alternativas
Comentários
  • p = 2 pares = 4; f = 60 Hz

    n = 120*f/p = 120*60/4 = 1800 rpm

    Resposta: C

     

  • R= 60 * F/ P.P 

    R = 60 * 60 / 2 

    R = 1.800 RPM 

  • dois pares... DOIS PARES... =4


ID
1294249
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma estrutura de aço doce é conectada a um material em meio à água do mar.

O material que gerará corrosão preferencialmente do aço é o

Alternativas
Comentários
  • http://assets.cimm.com.br/noticias/imagem/Image/c-24-449-10498-18899.gif

  • O estanho é um material mais nobre... que sofre menos corrosão que o aço. Então o Aço por ser mais ativo sofrerá corrosão preferencialmente do que o estanho. Estanho é muito utilizado em latas (folhas de flandes) por sua resistência maior que do aço à corrosão.


ID
1294252
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma chapa de um material com densidade de 10 g/cm³ , espessa e de área de 1 m² , ficou exposta em um ambiente corrosivo por 10 anos. Durante esse tempo, ela teve uma perda de massa de 1 kg.

A taxa de corrosão, em mm/ano, desse fenômeno é de

Alternativas
Comentários
  • taxa de corrosão (kg/ano) = tm = 1kg/10 anos = 0,1kg/ano = 100g/ano;

    taxa de corrosão (m³/ano) = tv = tm/densidade =(100g/ano)/(10g/cm³)*(1m³/10^6cm³) = 10^(-5)m³/ano.

    Considerando que a perda de volume se deu pela variação da espessura (h) da chapa:

    taxa de corrosão (m/ano) = tv/A = (10^(-5)m³/ano)/(1m²) = 10^(-5)m/ano = 0,01mm/ano

  • p = 10^-2 g/mm^3 (massa específica)

    A = 10^6mm^2

    m = 10^3g

    Taxa de massa por ano = 10^2 g/ano

    Taxa de massa por mm = 10^-2.10^6 = 10^4g/mm

    Taxa de mm por ano = 10^2/10^4 = 10^-2 mm/ano = 0,01mm/ano

  • d = 10 g/cm³
    A = 10^4 cm²
    m = 1000 g
    a = 10 anos

    d = m/V =>  V = 100 cm³

    V = h*A => h = 0,01 cm = 0,1 mm

    dh = h/a = 0,01 mm/ano

    "B"


ID
1294255
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma das características dos processos de soldagem é que

Alternativas
Comentários
  • Básico - O revestimento básico apresenta as seguintes características:

     geralmente apresenta as melhores propriedades mecânicometalúrgicas entre todos os

    eletrodos, destacando-se a tenacidade;

      elevados teores de carbonato de cálcio e fluorita, gerando um metal de solda altamente

    desoxidado e com muito baixo nível de inclusões complexas de sulfetos e fosfetos;

      não opera bem em CA, quando o teor de fluorita é muito elevado;

      escória fluida e facilmente destacável;

      cordão de média penetração e perfil plano ou convexo;

      requer ressecagem a temperaturas relativamente altas;

      após algumas horas de contato com a atmosfera, requer ressecagem por ser altamente

    higroscópico;

    http://www.esab.com.br/br/pt/education/apostilas/upload/1901097rev1_apostilaeletrodosrevestidos_ok.pdf

  • Rutílico - O revestimento rutílico apresenta as seguintes características:

      consumível de uso geral;

      revestimento apresenta até 50% de rutilo (TiO2);

      média penetração;

      escória de rápida solidificação, facilmente destacável;

      o metal de solda pode apresentar um nível de hidrogênio alto (até 30 ml/100g);

      requer ressecagem a uma temperatura relativamente baixa, para que o metal de solda não

    apresente porosidades grosseiras. 

  • A - Incorreto. O eletrodo tipo básico, ou eletrodo revestido, tem ALTA tendência de absorver umidade.

    B - Incorreto. O arco elétrico no processo TIG NÃO é instável por usar um eletrodo não consumível.

    C - Incorreto. O processo oxicorte NÃO é recomendado para cortes de metais não ferrosos como alumínio e aço inoxidável, por exemplo, além de não ser indicado para cortes de acabamento devido ao acabamento grosseiro.

    D - Correto. Transferências do tipo curto-circuito, ou a arco elétrico, são recomendadas para chapas finas e possibilitam soldas em diferentes posições, inclusive no processo por arame sólido.

    E - Incorreto. NÃO é possível soldar, circunferencialmente, tubos através do deslocamento da tocha de soldagem ao redor do tubo, no processo arco submerso, pois é utilizado o fluxo de solda (verificar links abaixo) nesse tipo de soldagem, portanto, deve-se deslocar o tubo e não a tocha.


ID
1294258
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Os processos de soldagem estão sujeitos a problemas.

Com respeito a tais problemas, tem-se que

Alternativas
Comentários
  • A) a DECOESÃO LAMELAR, por ser uma trinca causada por tensões de tração no sentido da espessura, é bastante influênciada pelo projeto da junta.
    B) a SENSITIZAÇÃO é amenizada quando se diminui o teor de carbono do aço soldado, pois quanto maior o teor de carbono maior a sensitização (processo em que forma-se carbonetos de cromo nos contornos de grãos).
    C) a FISSURAÇÃO À QUENTE é mais susceptível nos aços inoxidáveis austeníticos dos que nos ferríticos. Esse tipo de fissuração está associado a inclusões e precipitados que podem se fundir durante o ciclo térmico de soldagem, tais como carbonetos, ou a perda de dutilidade a temperatura elevada, ocorrendo sempre ao longo dos contornos de grão. A granulação grosseira do aço austenítico torna o aço mais suscetível à fissuração à quente que a granulação mais fina do aço ferrítico.
    D) o uso de APORTE TÉRMICO (energia de soldagem) alto acarreta crescimento de grão.

    E) Os aços temperáveis são susceptíveis à fissuração por hidrogênio após a soldagem, pois a fissuração pelo hidrogênio é agravada pelo teor de carbono no aço. Quanto maior for o teor de carbono, maior será a possibilidade de fissuração pelo hidrogênio caso haja presença de hidrogênio (umidade).


ID
1294264
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2012
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma haste metálica de 1,0 m de comprimento e área de 100 cm² é colocada em contato com dois reservatórios térmicos, tal que cada uma de suas extremidades esteja em contato com apenas um dos reservatórios. A diferença de temperatura entre os reservatórios é de 100 °C, e a condutividade térmica do metal é de 5,0.10-2 [cal/s.m.°C].

O módulo da taxa de transferência de calor, em cal/s, através da haste é

Alternativas
Comentários
  • q = KAdeltaT / x => (5x10^-2) x (100x10^-4) x 100 = 5,0x10^-2

    Nota: 100 cm2 = 100 x10m^-4

    Resposta: Letra B

     

  •  VARIAÇÃO DE TEMPERATURA =ΔT= 100° C 

    K = 5,0 X 10 -² [ cal / s * m * °c ] 

    L = 1 m 

    A = 100 cm² = 0,01 m² 

    FLUXO DE CALOR = q ? 

    q = K *A* ( ΔT) / L 

    q = 5,0 X 10 -² [cal / s* m * °C] * 0,01 m² * ( 100 ° C) / 1 m 

    q = 5 x 10 -² [ cal / s * m * ° C ] * 1 x 10 -² m² * ( 1 x 10 ² ° C) / 1 m 

    q = 5 x 10 -² [ cal / s * m * °C] * m * ° C/ 1 m 

    q = 5 x 10 -² cal / s