LISTA RESOLVIDA - TEMPERATURA DO NÚCLEO DA TERRA

Na elaboração dos projetos nas engenharias, o engenheiro necessita levar em conta os fenômenos relacionados com a temperatura e ondas.

Em função das necessidades exigidas pelos projetos, determine o que se pede nos seguintes casos:

a) Quando a Terra foi formada a temperatura do seu núcleo era de 30 ^OC. Hoje essa temperatura é de 3500 ^OC. De quanto foi o aumento do raio da Terra desde a sua formação, considerando o coeficiente de dilatação volumétrica de 3^.10^{-5 O}C^-1 ?

b) A barra da figura que se encontra a 20 ^OC apresenta uma fissura no seu meio.

Quando a temperatura aumenta para 50 ^OC a barra sofre dilatação e passa a apresentar a configuração da figura:

Se o comprimento inicial é L_O = 4,00 m e o coeficiente de dilatação linear do material que constitui a barra é de 25^.10^{-6 O}C^-1, determine a altura x no meio da barra.

c) Um recipiente feito de metal com massa de 9,6 kg contém 11 kg de água à temperatura de 20 ^OC. É colocado dentro dessa água uma peça de 7,8 kg a temperatura de 180 ^OC constituída do mesmo metal do recipiente. Se a temperatura de equilíbrio do sistema é de 24 ^OC, determine o calor específico do metal. Dado calor específico da água 1 cal/g ^OC.

LISTA RESOLVIDA - FÍSICA 2

 

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LISTA RESOLVIDA - Gestão de Energia na Indústria

O atual panorama de aumento da demanda por eletricidade, as questões relacionadas aos impactos ambientais e sociais, têm trazido uma maior busca por fontes alternativas de energia. O grande apelo ambiental, o avanço tecnológico, o encarecimento das fontes tradicionais de energia devido à escassez, o aumento da população, entre outros aspectos, têm aumentado o interesse em investir em fontes renováveis. Estas têm sido, portanto, uma das principais soluções para a questão energética no mundo, de forma a aumentar gradativamente sua participação na matriz energética brasileira que se apresenta em grande vantagem em comparação aos demais países, devido à disponibilidade de recursos (GOLDEMBERG; LUCON, 2007).

Fonte: GOLDEMBERG, J.; LUCON, O. Energia e meio ambiente no Brasil. Estudos Avançados, v. 21, n. 59, 2007. Disponível em: <https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-40142007000100003&script=sci_abstract&tlng=pt>. Acesso em: 14 set. 2020.

O Certificado de Energia Renovável (REC) é um instrumento muito importante sendo uma forma eficaz de integrar as energias renováveis como estratégia de sustentabilidade. A obtenção de certificados de energia renovável demonstra atendimento aos requisitos de qualidade ambiental, sinalizando um compromisso com a mudança de comportamento energético.

Com base em todo o contexto apresentado e no seu conhecimento sobre o tema, leia o artigo:

“POTENCIALIDADES E DESAFIOS DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS PARA O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL: ANÁLISE DO PROGRAMA DE CERTIFICAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL NO BRASIL”.

a) Faça um panorama da matriz energética brasileira de 2019 focando nas principais fontes de energia e contribuição de cada uma delas, bem como os impactos da utilização de combustíveis fósseis. Para esta pesquisa, o aluno deve consultar o Relatório do Balanço Energético Brasileiro disponível no site da Empresa de Pesquisa Energética - EPE: <https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-377/topico-494/BEN%202019%20Completo%20WEB.pdf>.

 

b)  Aponte os principais aspectos positivos e negativos das diferentes fontes de energia a seguir:

• Hidrelétrica;
• Eólica;
• Solar;
• Biomassa.
  

LISTA RESOLVIDA - GESTÃO DE ENERGIA

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LISTA RESOLVIDA - HIDROLOGIA: CÁLCULO DA EVAPORAÇÃO

   

Em um reservatório de água que apresenta seção transversal constante de 50 cm², a água sai a 10 m/s. Sabendo-se que o reservatório possui apenas uma entrada e uma saída e que a água pode ser tratada como incompressível (ρ=cte), escoamento em regime permanente e que as condições ambientes são: P=1atm e T=25°C (Para tanto, é necessário pesquisar o valor da pressão de saturação para as condições citadas):

 

a) Determine a quantidade de água evaporada para um período de 1 hora de exposição à radiação solar utilizando a equação de Dalton que é dada pela equação matemática E=C * [es - ea]. Adote C=5*10^-6 e ea=20Pa.

b) Explique os fatores intervenientes no Processo de Evaporação e Transpiração.

LISTA RESOLVIDA - HIDROLOGIA

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Válvula Orbital

Cada válvula orbital incorpora uma operação testada de inclinação e troca que elimina o atrito da vedação, que é o principal motivo para a falha da válvula.

Quando uma válvula orbital é fechada, o núcleo é automaticamente preso firmemente contra a sede, garantindo o fechamento positivo.

Quando uma válvula orbital começa a abrir, o núcleo se inclina para longe da sede e o fluxo da linha passa uniformemente ao redor da face do núcleo.

Isso elimina o fluxo localizado de alta velocidade que geralmente cria um desgaste desigual da sede em válvulas de esfera, gaveta e plugue padrão. O núcleo então gira para a posição aberta completa.

A ausência de atrito da vedação em cada abertura e fechamento significa que a operação da válvula simples e de baixo torque e desempenho confiável de longo prazo. Uma vez que o vazamento da válvula não pode ser tolerado, o princípio operacional pode ser usado para fornecer um fechamento positivo.

As válvulas orbitais são fabricadas em vários tipos de materiais, tamanhos e acabamentos para atender a necessidades específicas.

Materiais

Aço carbono, aço inoxidável, SS duplex, ligas de alto níquel e diferentes materiais especiais são usados ​​conforme as necessidades das condições de serviço. Os revestimentos protetores internos e externos são oferecidos para maior resistência em condições corrosivas.

Assentos

As opções com sede macia ou metálica são designadas para o serviço pretendido. Como as vedações nas válvulas não atritam e porque são fechadas automaticamente por compressão, elas sobrevivem em temperaturas extremas e condições abrasivas

Válvula globo

A Válvula globo opera por ação recíproca do disco ou plugue. O disco ou plugue se move para ou para longe da sede, parando assim o fluxo de fluido ou permitindo que o fluido flua. O disco ou obturador assenta sobre a sede da válvula. A sede da válvula pode ser removível. A queda de pressão na válvula globo é alta.

A válvula pode ser operada manualmente ou acionada por força ou automática. As válvulas globo estão disponíveis nos tamanhos de 12 mm a 300 mm e seus limites de temperatura e pressão são 550 C e 150 kg / cm², respectivamente. O material de construção da válvula globo é aço carbono, aço inoxidável, ferro dúctil, latão e outras ligas resistentes à corrosão.

 

Válvula de Gaveta

Válvula de gaveta

 

Válvula de retenção oscilante

 Nas válvulas de retenção de giro, o disco não é guiado uma vez que se move para a posição totalmente aberta ou totalmente fechada. Muitos projetos alternativos de disco e assento são acessíveis para satisfazer as necessidades de aplicações variáveis. Válvulas de retenção de giro e sede macia proporcionam maior estanqueidade contra vazamentos em comparação com superfícies de sede metal com metal. Sedes combinadas consistindo de um anel de sede de metal com inserto resiliente fornecem adicionalmente características de estanqueidade mais altas. O ângulo do assento, o ângulo entre o assento e, portanto, o plano vertical, pode variar de zero a quarenta e cinco graus. Os assentos verticais têm um ângulo zero. Ângulos de assento maiores reduzem o curso do disco, levando ao fechamento rápido, minimizando, portanto, a chance de ruídos altos. Às vezes, os ângulos do assento estão na faixa de cinco a sete graus.

Os quatro tempos de um motor de combustão

Este ciclo foi montado com sucesso pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por Rudolf Diesel. 

Os quatro tempos de um Motor no Ciclo OTTO: 

1ºtempo Admissão: A válvula se abre admitindo uma mistura de ar+combustível, pulverizando-o em forma gasosa. Nesse momento, o pistão está descendo. 

2ºtempo Compressão: Ao subir, o pistão vem comprimindo a mistura contida na câmara de combustão, visando atingir o ponto máximo. Nesse instante, a mistura começa a aquecer, devido ao contato com as partes quentes do bloco do motor. 

3ºtempo Combustão: No ponto máximo, ponto morto superior (PMS), essa mistura recebe uma descarga elétrica (centelha). O resultado desta reação termoquímica é a geração de uma ação exotérmica, quando então a mistura libera calor, forçando o pistão para baixo (PMI) ponto morto inferior, com extrema força, movimentando o conjunto pistão/biela, que transmitem este movimento ao virabrequim, gerando assim, a energia mecânica. 

4ºtempo Descarga: Neste tempo, o pistão começa novamente a subir, expulsando os gases queimados, através da válvula de escape, completando dessa forma os quatro tempos de um motor de combustão.

No ciclo Diesel, os tempos funcionam de maneira semelhante ao ciclo Otto, a diferença entre eles, se dá na Admissão (1ºtempo), onde este aspira somente ar, com ausência de combustível, que só será pulverizado no final da compressão (2ºtempo), onde o contato com o ar atmosférico comprimido resulta na combustão, devido à propriedade termodinâmica apresentada pelo óleo diesel. Esta diferença entre os combustíveis confere ao ciclo Diesel, a propriedade de ser a máquina térmica que mais se aproxima do rendimento idealizado por Nicolas Carnot.