ATIVIDADE 1 - SISTEMAS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS [RESOLVIDA]

A pneumática é uma área da engenharia que se dedica ao estudo e aplicação do ar comprimido como meio de transmissão de energia. Para compreender plenamente os princípios da pneumática e projetar sistemas eficientes, é essencial ter um conhecimento profundo das propriedades do ar. Essas propriedades desempenham um papel fundamental na pneumática e são cruciais para o funcionamento adequado dos sistemas pneumáticos. A compressibilidade, elasticidade e expansibilidade do ar permitem que ele seja uma fonte valiosa de energia em sistemas pneumáticos; enquanto a difusibilidade do ar é relevante para aplicações de ventilação e qualidade do ar. O peso do ar, embora geralmente não seja uma consideração direta na pneumática, é uma propriedade fundamental na física atmosférica e na ciência geral do ar.

Sobre as propriedades, descreva as seguintes propriedades do ar:

1. Compressibilidade do ar.

2. Difusibilidade do ar.

3. Elasticidade do ar.

4. Expansibilidade do ar.

5. Peso do ar.

 

 

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Portifólio - Relatório da Aula Prática de Física Geral [RESOLVIDO]

OBJETIVOS
Os objetivos das aulas práticas propostas para a disciplina de Física Geral são:
– Caracterizar o movimento de um objeto através do deslocamento, velocidade média e aceleração média;
– Compreender e comprovar a transformação da Energia Potencial Gravitacional em Energia Cinética, esclarecendo o princípio da Conservação da Energia Mecânica;
– Entender e identificar os tipos de colisões e suas principais características; Descrever os fenômenos causados pelo aquecimento de um corpo, determinando o calor específico e capacidade térmica.
INFRAESTRUTURA
Laboratório multidisciplinar por meio de simuladores.
MATERIAIS
Descrição Quantidade de materiais por
procedimento/atividade.
Calculadora 1 por aluno
Computador com acesso à internet 1 por aluno
SOFTWARE
Sim (X) Não ()
Em caso afirmativo, qual?
VirtuaLab – disponível na Biblioteca
Virtual no parceiro ALGETEC
Pago (X) Não Pago ()
Tipo de licença: Licenças já adquiridas pela Kroton
DESCRIÇÃO DO SOFTWARE
O laboratório virtual ALGETEC é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório. Ele deve ser acessado por computador e não deve ser acessado por celular ou tablet. O requisito mínimo para o seu computador é uma memória ram de 4 gb. O primeiro acesso será um pouco mais lento, pois alguns plugins são buscados no navegador. A partir do segundo acesso, a velocidade de abertura dos experimentos será mais rápida. Para o desenvolvimento das atividades, fique atento às informações:
1. Caso utilize o Windows 10, dê preferência ao navegador Google Chrome;
2. Caso utilize o Windows 7, dê preferência ao navegador Mozilla Firefox;
3. Feche outros programas que podem sobrecarregar o computador;
4. Verifique se o navegador está atualizado;
5. Realize teste de velocidade da internet.

SUGESTÕES DE SEGURANÇA
NSA.
PROCEDIMENTO/ATIVIDADE
Atividade proposta:
Etapa 1: Caracterizar o movimento de um objeto através do deslocamento, velocidade média e aceleração média, compreendendo e estimando a velocidade média e a aceleração média de um objeto em movimento. Dessa forma, será possível reconhecer que a velocidade mede a taxa de variação da posição no tempo e que a aceleração mede a taxa de variação da velocidade no tempo, interpretando diferentes gráficos envolvendo as principais variáveis físicas: deslocamento, velocidade e aceleração.
Etapa 2: Compreender os processos de transformação de energia na descrição de um movimento, levando em consideração o princípio de conservação de energia.
Etapa 3: Identificar os tipos de colisões presentes em uma situação, quais as características e propriedades descritas, bem como verificar a conservação de energia.
Etapa 4: Compreender os fenômenos decorrentes da troca de energia térmica entre os corpos, calculando a capacidade térmica de um calorímetro e, posteriormente, utilizar este dado para determinar o calor específico de diversas substâncias.
Checklist:
Etapa 1:
✓ Acessar à plataforma VirtuaLab;
✓ Acessar à prática: MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO – MRUV;
✓ Montando e ajustando o experimento;
✓ Nivelando a base;
✓ Posicionando o ímã;
✓ Posicionando o fuso elevador;
✓ Posicionar o sensor;
✓ Ajustando a inclinação da rampa;
✓ Utilizar o multicronômetro;
✓ Realizar o experimento.
Etapa 2:
✓ Acessar à plataforma VirtuaLab;
✓ Acessar à prática: PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA;
✓ Ajustando o experimento;
✓ Utilizando o multicronômetro;
✓ Realizar o experimento.
Etapa 3:
✓ Acessar à plataforma VirtuaLab;
✓ Acessar à prática: LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E COLISÕES;
✓ Conhecendo o laboratório;
✓ Segurança do experimento;
✓ Preparação e executando o experimento – lançamentos horizontais;
✓ Medindo o alcance e calculando a velocidade;
✓ Preparando e executando o experimento – colisões;
✓ Medindo o alcance e calculando a velocidade;
✓ Finalizar o experimento.
Etapa 4:
✓ Acessar à plataforma VirtuaLab;
✓ Acessar à prática: CALORIMETRIA;
✓ Segurança do experimento;
✓ Tarando a balança;
✓ Realizar o experimento para determinar a capacidade térmica do calorímetro
✓ Realizar o experimento para a determinação do calor específico.
✓ Analisar os resultados.
ETAPA FINAL: Elaborar um relatório contendo os procedimentos práticos realizados das quatro etapas propostas para a disciplina Física Geral.
RESULTADOS
Resultados da aula prática
Após o desenvolvimento de todas as etapas da aula prática, o aluno deverá entregar um relatório único descrevendo os procedimentos realizados, materiais, resultados obtidos e conclusões

 

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Prova de Física Geral e Experimental – Mecânica [RESOLVIDA]

A Mecânica é dividida em cinemática e dinâmica. A cinemática estuda como descrever os movimentos. A dinâmica estuda o que faz os corpos se moverem, através das leis de Newton do movimento.
Uma caixa de massa igual a 10 kg, inicialmente em repouso, sofre a ação de uma força resultante de 100N. Podemos afirmar que após 2,0 segundos, a distância percorrida pela caixa é de:
 

Num bairro, onde todos os quarteirões são quadrados e as ruas paralelas distam 100 m da outra, um transeunte faz o percurso de P a Q pela trajetória representada no esquema. Determine o deslocamento e o espaço percorrido de P a Q.

Uma revendedora lançou uma propaganda de um automóvel que consegue atingir a velocidade de 108 km/h em um percurso de apenas 150 metros, partindo do repouso. O movimento é retilíneo e uniformemente acelerado e a massa do carro é 1.200 kg. Com base nessas informações, é correto afirmar que a aceleração desse carro e o trabalho que realiza são respectivamente:

Em uma prova de corrida entre a tartaruga e a lebre, a velocidade da lebre é de 35km/h e da tartaruga é de 2m/min. Ambas devem percorrer 500m. Antes de parar para uma soneca, a lebre corre durante 0,5min. Qual deve ser a duração máxima da soneca para que a lebre não perca a corrida?

Segundo o Novo Código Florestal Brasileiro, uma área de preservação permanente (APP) pode ser definida como: "área protegida, coberta ou não por vegetação nativa, com a função ambiental de preservar os recursos hídricos, a paisagem, a estabilidade geológica, a biodiversidade, facilitar o fluxo gênico de fauna e flora, proteger o solo e assegurar o bem-estar das populações humanas". Uma das medidas utilizadas para se determinar uma APP é o hectare (ha), que é uma unidade de medida de área equivalente a 10.000 (dez mil) metros quadrados. Um perito florestal determinou que uma determina AAP possui 700 ha. Convertendo essa medida de área para o SI, temos: Escolha uma:


Uma criança de massa igual a 20 kg desce de um escorregador com 2 m de altura e chega no solo com velocidade de 6 m/s. Sendo 10 m/s², o módulo da aceleração da gravidade local, a energia mecânica dissipada, em joules, é igual a:

Existem grandezas que, para sua perfeita caracterização, exigem que se determine sua direção e seu sentido, além do módulo que corresponde ao valor numérico acompanhado da unidade. Essas grandezas são chamadas de vetoriais. Operar com grandezas vetoriais é diferente de operar com grandezas escalar, pois não se opera apenas com valores numéricos, mas também o sentido e a direção deve ser considerado. Assim, é correto afirmar que a relação correta entre os vetores, representados a seguir, é:

Um container de 800 kg, em repouso, pode ser deslocar sobre um trilho horizontal, sem atrito e sem resistências. Uma carga de 200 kg é lançada horizontalmente, por uma máquina e ela se aloja dentro do container Logo após o choque o conjunto container + carga passa a se mover com velocidade constante de 0,5 mls. Qual era aproximadamente, o módulo da velocidade da carga, no Si, imediatamente antes de se chocar com o container?

Determine o produto escalar entre os vetores a=2i+4j+0k; e b=1i+2j+2k é igual a: Assinale a alternativa correta:

 Joga-se uma pedra verticalmente para cima de um ponto situado a 45 m acima do solo e com velocidade inicial de 30 m/s. Despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade (g) igual a 9,8 m/s2. Determine a sua velocidade após 2 s.

Os corpos que se aceleram não estão em equilíbrio, pois a força resultante sobre o corpo não é igual a zero. A força resultante é igual ao produto da massa pela aceleração, como enunciado pela segunda lei de Newton. Um caminhão com massa de 4000 kg está parado diante de um sinal luminoso. Quando o sinal fica verde, o caminhão parte em movimento com aceleração constante percorrendo 100 metros em 10 segundos. Qual o valor da força aplicada pelo motor?


Ordene as quantidades apresentadas abaixo e classifique-as da menor para a m 1) 0,1 mm II) 7 um III) 6380 km [V) 165 cm V) 200 nm

Dois carrinhos com velocidade de 30 m/s e 20 m/s de mesma massa movem se com velocidade constante na mesma direção e sentido mais adiante irão se chocar e caminhar juntos em uma mesma velocidade. Qual a velocidade dos carrinhos após o choque?

Dois blocos A e B de massas iguais mA= 2kg e mB= 4kg estão apoiados numa superfície horizontal perfeitamente lisa, o fio que liga A e B é ideal, isto é, de massa desprezível e inextensível. A força horizontal tem intensidade igual a 12N, determine:
a) O módulo da aceleração do sistema;
b) A intensidade da força de tração

Em sistemas conservativos, a energia mecânica pode apresentar-se como energia cinética ou energia potencial. Dessa forma, a soma da energia cinética com a energia potencial nos fornece a energia mecânica total do sistema. Um bloco de massa de 0,3 kg está a 20 m de altura em relação ao solo horizontal com uma velocidade de 15,0 m/s em um determinado instante de tempo. Tomando o solo como referência, e adotando g = 9,8 m/s², nesse mesmo instante de tempo, qual é a energia mecânica total do bloco, aproximadamente?

Um bloco de massa m1= 3,7kg sobre um plano iniciado sem atrito, de ângulo 30° está preso por uma corda de massa desprezível ligado a outro corpo de massa m2=2,3kg. Determine: 

a) aceleração do sistema;
b) tensão da corda.

Em uma prova de corrida entre a tartaruga e a lebre, a velocidade da lebre é de 35km/h e da tartaruga é de 2m/min. Ambas devem percorrer 500m. Antes de parar para uma soneca, a lebre corre durante 0,5min. Qual deve ser a duração máxima da soneca para que a lebre não perca a corrida?

 

 

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MAPA – REFRIGERAÇÃO E CONDICIONAMENTO DE AR [RESOLVIDO]

Caro estudante, antes de iniciarmos esta jornada, sugiro que você revise todos os conceitos que você aprendeu durante a disciplina. A cada conceito, busque relacionar com alguma aplicação do seu cotidiano. Para reforçar o seu entendimento, relembre os conceitos que você aprendeu em termodinâmica, fenômenos de transporte e máquinas térmicas, e tente aplicá-los ao conteúdo abordado na disciplina Refrigeração e Condicionamento de Ar. A área de refrigeração e condicionamento de ar é uma das principais áreas de atuação do profissional de engenharia mecânica. As aplicações comerciais e industriais que envolvem os sistemas de refrigeração e condicionamento de ar nada mais é do que uma aplicação direta da termodinâmica. Dentre essas aplicações pode-se citar as câmaras frigoríficas, as unidades de recuperação de calor, os sistemas de ar-condicionado e sistemas inteligentes de aquecimento e controle do ar. Um sistema de refrigeração eficiente foi projeto para um edifício comercial para garantir o conforto térmico dos ocupantes. No entanto, uma sala de escritório está enfrentando dificuldades em manter uma temperatura confortável para os ocupantes. No verão, a temperatura fica muito alta, causando desconforto e reduzindo a produtividade. De forma a implementar um sistema de refrigeração e condicionamento de ar eficiente para controlar a temperatura da sala, você foi contratado para prestar consultoria para uma multinacional a respeito dos sistemas de refrigeração da empresa. Como um bom engenheiro, é de seu conhecimento que o princípio de funcionamento das máquinas térmicas tem como base os ciclos termodinâmicos. Como um bom exemplo desses ciclos, pode-se citar o Ciclo Reverso de Carnot (Ciclo de refrigeração de Carnot) e o Ciclo ideal de refrigeração a vapor.
    Para executar as suas atividades com excelência, você deve buscar entender o problema da empresa e, em seguida, buscar uma solução. Durante as reuniões lhe foram solicitados alguns relatórios e esclarecimentos para a empresa, os quais se encontram a seguir:
a) A eficiência energética do escritório também contribui para o conforto e produtividade de seus ocupantes. Dessa forma, o seu gestor pediu a você um estudo dos requisitos de eficiência energética do escritório e como esses requisitos podem afetar no conforto térmico e na carga térmica do ambiente.

b) A fim de avaliar o sistema de refrigeração do escritório, o seu gestor pediu que você elaborasse um documento explicando como o Coeficiente de Performance (COP) do ciclo de refrigeração pode ser obtido, qual a importância do COP e como o valor do COP pode ser interpretado (quando seria um valor aceitável/ideal).

c) Dentre vários fatores, o valor do COP do sistema de refrigeração pode variar dependendo das condições de operação e do tipo de refrigerante utilizado. Dessa forma, o seu gestor solicitou que você explicasse como a escolha do tipo de refrigerante pode afetar o COP.

d) Para ajudar na escolha do fluido refrigerante ideal para o sistema de refrigeração, apresente ao seu gestor pelo menos seis critérios que devem ser seguidos criteriosamente na escolha de um fluido refrigerante.

e) Para finalizar, apresente o esboço de um ciclo de refrigeração por compressão a vapor genérico, destacando os dispositivos que compõem o ciclo termodinâmico em estudo, a finalidade e o princípio de funcionamento de cada dispositivo do ciclo. Apresente também a equação geral do balanço de energia, bem como o balanço de energia simplificado para cada dispositivo do ciclo. Explique as simplificações realizadas para a obtenção da equação simplificada do balanço de energia para cada dispositivo.

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M.A.P.A. Elementos de Máquinas [RESOLVIDO]

Nos ambientes industriais é possível observarmos que há diversas máquinas em operação a fim de manter o fluxo de produção. O setor de manutenção é um setor essencial para o bom funcionamento de uma fábrica, e neste MAPA você será o Engenheiro responsável pela manutenção de uma indústria, e nesta há diversas máquinas que possuem os elementos que estudamos neste módulo.
Como futuro Engenheiro, você se deparará com diversos equipamentos, independente em qual área da Engenharia Mecânica for seguir, pois elas estão presente em todos os campos. Em um projeto mecânico, é muito comum termos uma perspectiva “explodida” de uma determina máquina, pois ela facilita muito a interpretação de sua montagem, mostrando todos os componentes em detalhe e até mesmo uma determinada sequência de montagem. Abaixo temos o exemplo de um ventilador centrífugo, em uma “vista explodida”:

Etapa 01 Vamos precisar fazer uma pesquisa para conhecer os principais elementos de máquinas e compreender como eles atuam em determinado sistema, identificando cada um dos tópicos a seguir:

a) Quais os principais elementos de máquinas existentes?

b) Como eles podem ser classificados?

c) Quais os tipos de fixação que podem ser feitos entre duas peças? Cite um exemplo de cada.

d) Qual o tipo de elemento responsável por transmitir força e movimento?

e) Qual o elemento responsável por amortecimento em suspensões de veículos?

Etapa 02 Uma mola helicoidal foi construída a partir do aço SAE 1065. Seu diâmetro médio é de 120 mm e o diâmetro do fio é de 10 mm (da). O número de espiras ativas é igual a 17 espiras e o número total de espiras é de 19 espiras. A carga que a mola deverá suportar é igual a 1000 N. Considere o módulo de elasticidade do aço igual a 80000 N/mm², para a situação apresentada, qual será:

O índice de curvatura (C).  

Etapa 03 Você deseja fabricar uma mola plana utilizando um perfil de barra disponível com dimensões de 0,15m x 0,03m de altura. Se a tensão de flexão do material é de 300Mpa, e a barra possui 25cm de comprimento, qual é a força máxima admissível nesta mola plana?

Etapa 04 Imagine que em determinado projeto mecânico, você deseja utilizar uma chapa de aço, conforme mostrado na figura, para realizar sua fixação a uma viga de madeira. A carga do seu sistema será de 150 kN. Considerando o coeficiente de segurança igual a 4, qual deverá ser o diâmetro útil do parafuso utilizado? limite de cisalhamento do material: 350 Mpa.

 

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MAPA - MANUTENÇÃO INDUSTRIAL [RESOLVIDO]

FASE 1 – FATOR HUMANO NA MANUTENÇÃO
Parabéns! Você conquistou o seu primeiro emprego como profissional em uma renomada empresa que atua na produção e venda de produtos químicos, um setor considerado em pleno crescimento e com investimentos da ordem de US$ 1,6 bilhão previstos para o período de 2021 a 2024, de acordo com a Abiquim (Associação Brasileira da Indústria Química). Além disso, em um evento realizado em dezembro de 2021, o presidente da Abiquim, João Parolin, apontou que o momento é propício para a ampliação da capacidade do setor.
Devido a essa grande oportunidade de mercado, alinhada à expectativa de crescimento do PIB, o gerente da unidade convoca a equipe para uma reunião e mostra para todos o novo planejamento estratégico da empresa, bem como os desafios e quais os resultados são esperados para o período 2023 a 2025. O seu setor, responsável pela manutenção da unidade, deverá elaborar um plano de trabalho focado nos cinco princípios a seguir: controle de custos, maximização da produção, otimização da mão de obra, melhoria contínua e maior qualidade dos produtos.
Dessa forma, tem início novas atividades, reuniões e demandas para o departamento de manutenção com o objetivo de elaborar e cumprir o novo plano solicitado, que está alinhado ao novo planejamento estratégico da empresa. No dia seguinte você é convocado para uma reunião e o tema principal é a baixa confiabilidade da planta A, que tem gerado um elevado custo de manutenção e tem o pior índice de falhas da unidade, e que contribui diretamente para a baixa produção. Logo de início você identifica uma grande oportunidade em relação ao trabalho executado pela equipe de manutenção, bem como à organização de papéis e responsabilidades neste departamento.

FASE 2 – PLANO DE MANUTENÇÃO
Você está fazendo um excelente trabalho, ajudando na condução do processo de manutenção com muito esmero! E todos percebem que os resultados estão melhorando. Contudo, algo te incomoda: como maximizar a produção com tantas quebras que ainda continuam acontecendo? E, ao lembrar que o quarto desafio apresentado pela ABECOM está relacionado com o planejamento de manutenção, você decide selecionar cinco equipamentos da planta A para análise de criticidade e criação de um plano de manutenção. Com base em dados de processo e entrevistas, você consegue montar as informações a seguir:
Equipamento 1 – Compressor de ar: este equipamento é solicitado de 8 a 10 h/dia. O seu histórico mostra em média 7 falhas por mês, cujo impacto extrapola o equipamento, ou seja, gera parada do processo produtivo por falta de ar comprimido para os equipamentos, que possuem muitos acionamentos pneumáticos. O tempo médio de reparo é de 2 a 4 horas, com custo das falhas relativamente alto (por parar o processo fabril constantemente acima de 3 horas), e o equipamento não afeta segurança, meio ambiente e tampouco qualidade.
‘Equipamento 2 – Válvula de controle de vapor: este equipamento é solicitado 24 h/dia. O seu histórico mostra em média 2 falhas por ano (geralmente devido ao vazamento de vapor nas vedações), porém com parada de todo o processo. O tempo de reparo é de 2 a 3 horas, com custo menor que R$800,00, e o equipamento apresenta risco médio de segurança devido ao vapor, mas não afeta meio ambiente e qualidade.
Equipamento 3 – Filtro: este equipamento é solicitado 16 h/dia. O seu histórico mostra em média 3 falhas por ano, cujo impacto pode gerar paradas de até 1,5 hora no processo, devido à redundância de equipamentos. O tempo médio de reparo é de 2,5 hora, com custo menor que R$2.000,00, e o equipamento não afeta segurança e qualidade. Contudo, tem impacto moderado com relação ao meio ambiente, podendo chegar a reclamações internas.
Equipamento 4 – Bomba do processo: este equipamento é solicitado 24 h/dia. O seu histórico mostra em média 2 falhas por semestre, cujo impacto interfere em todo o processo, gerando paradas maiores que 2 horas. O tempo de reparo é de 2 a 3 horas, com custo médio de R$1.500,00, e o equipamento não afeta qualidade, segurança e nem o meio ambiente.
Equipamento 5 – Trocador de calor: este equipamento é solicitado 12 h/dia. O seu histórico mostra em média 2 falhas por ano, cujo impacto interfere em parte do processo. Não gera indisponibilidade do processo, mas perdas parciais na produção. O tempo de reparo é menor que 2 horas, com custo médio de R$1.700,00. O equipamento não afeta segurança e meio ambiente, porém afeta gravemente a qualidade do produto, gerando reclamações internas.

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MAPA - TERMODINÂMICA [RESOLVIDO]

FASE 1: REFRIGERADOR 

A termodinâmica estuda a relação entre temperatura, energia e trabalho, e descreve como a energia se transforma de uma forma para outra.
Um ciclo de refrigeração é um exemplo prático da aplicação da termodinâmica. É baseado nos princípios termodinâmicos, como a conservação de energia e a transferência de calor de uma região de maior temperatura para uma região de menor temperatura. O ciclo de refrigeração mais comum é o ciclo de compressão a vapor. Ele envolve quatro etapas principais: compressão, condensação, expansão e evaporação. O estudo e a compreensão da termodinâmica são essenciais para projetar sistemas de refrigeração eficientes, otimizar a eficiência energética e entender o comportamento dos sistemas de refrigeração em diferentes condições de operação.
1ª Etapa: Avaliar o desempenho do Refrigerador 1.
O Refrigerador 1 opera como um ciclo reverso de Carnot utilizando R-717 como fluido refrigerante a uma vazão de 1,8 kg/s. As temperaturas de condensação e evaporação são 25 °C e -5 °C, respectivamente.
A fim de avaliar o desempenho do Refrigerador 1, você deve determinar os seguintes parâmetros de projeto:
Para o balanço de energia, faça as seguintes considerações:
- Regime permanente;
- Variação da energia cinética e potencial são desprezíveis;
- Compressor e turbina operam adiabaticamente;
- Etapas de evaporação e condensação não envolvem trabalho.

2ª Etapa: Avaliar o desempenho do Refrigerador 2.
O Refrigerador 2 é um refrigerador que opera como um ciclo de refrigeração a vapor ideal, e utiliza o mesmo fluido refrigerante e as mesmas temperaturas de evaporação e condensação que o Refrigerador 1. No Refrigerador 2, o fluido de trabalho deve ser admitido pelo compressor apenas na forma de vapor saturado, e deve sair do compressor na forma de vapor superaquecido com entalpia igual a 1640 kJ/kg. Diferentemente do Refrigerador 1, o ciclo opera com uma válvula de expansão (processo isentálpico).
Para essa 2ª etapa, você deve determinar os seguintes parâmetros de projeto:
Para o balanço de energia, faça as seguintes considerações:
- Regime permanente;
- Variação da energia cinética e potencial são desprezíveis;
- Compressor e válvula de expansão operam adiabaticamente;
- Etapas de evaporação e condensação não envolvem trabalho.

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Atividade 3 de Termodinâmica [RESOLVIDA]

QUESTÃO 1 Em um sistema fechado, 5 mols de um gás ideal a uma pressão de 100 kPa passam por uma expansão isotérmica a uma temperatura de 350 K. Durante esse processo, o gás aumenta seu volume para o dobro do valor inicial. Após essa etapa, o gás libera calor em uma transformação isobárica e seu volume final atinge um valor de V3=1,5V1. 

Por fim, o gás retorna ao seu estado inicial por meio de um processo adiabático.

Preencha a tabela abaixo com as quantidades de ΔU, Q e W (em joule) para cada etapa e também para o ciclo.

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ATIVIDADE 3 DE REFRIGERAÇÃO E CONDICIONAMENTO DE AR [RESOLVIDA]

Um sistema de refrigeração é um dispositivo projetado para remover o calor de um ambiente ou substância, diminuindo sua temperatura. Isso é alcançado por meio de um ciclo de refrigeração, que envolve a transferência de calor de uma região de temperatura mais baixa (evaporador) para uma região de temperatura mais alta (condensador) usando um fluido refrigerante. O ciclo de refrigeração mais comum é o ciclo de compressão de vapor, o qual é composto por quatro componentes principais: compressor, evaporador, condensador e dispositivo de expansão (válvula de expansão ou dispositivo de expansão termostática).

Suponha que você está responsável por realizar o estudo de um refrigerador doméstico que opera com um ciclo de refrigeração ideal de compressão de vapor, nas seguintes condições:

Temperatura ambiente: 25° C
Temperatura do evaporador (parte interna do refrigerador): 0° C
Temperatura do condensador (parte externa do refrigerador): 35° C
Potência do compressor: 200 watts
Capacidade de refrigeração: 500 watts

A respeito do ciclo de refrigeração apresentado:

a) Descreva detalhadamente o princípio de funcionamento de um ciclo de compressão a vapor.

b) A eficiência de um sistema de refrigeração pode ser avaliada por meio do coeficiente de performance (COP). Defina o coeficiente de performance (COP) e discorra sobre como ele pode ser utilizado para avaliar a eficiência de um sistema e quais fatores podem influenciar no COP do sistema. 

c) Determine o Coeficiente de Performance (COP) do refrigerador apresentado e a quantidade de energia elétrica consumida para manter a temperatura interna desejada.

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Atividade 3 de Desenho Mecânico e Metrologia [RESOLVIDA]

A Norma da ABNT NBR 6158 – Sistema de tolerâncias e ajustes regulamenta e padroniza os ajustes e tolerâncias para peças que se encaixam. Por padrão, a norma tem indicações para “furos” e “eixos”, sendo furo referente a uma dimensão interna e eixo a uma dimensão externa, incluindo, também, elementos não cilíndricos. A partir da medida nominal indicada em projeto, e das medidas limites, temos os afastamentos superior e inferior.
Fonte: MORO, Fernando Rodrigo. KANEKO, Guilherme Hitoshi. Desenho Mecânico e Metrologia. Maringá - PR: Unicesumar, 2021.

Vamos analisar a seguinte situação:

Figura 1: Estudo do ajuste

 

Com a tabela completa, podemos observar qual o tipo de ajuste e quais são as folgas máximas e mínimas do conjunto. Tomando como base o exemplo anterior, monte uma tabela igual, indique qual o tipo de ajuste e quais são as folgas máximas e mínimas para os seguintes estudos de ajuste:

a) H7/j6 para Ø 55 mm

b) H7/r6 para Ø 55 mm

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Atividade 3 de Elementos de Máquinas [RESOLVIDA]

QUESTÃO 1: Em um sistema de transmissão por engrenagens, o pinhão o motor elétrico que aciona o pistão possui potência de 40HP (30kW), e atua com uma rotação de 1500 RPM. As engrenagens atuarão em eixos de transmissão com carga uniforme, com o tempo de serviço previsto para 10 horas diárias (fator de serviço=1). O pinhão possui diâmetro primitivo de 75mm e número de dentes = 30 (fator de forma = 3,05). Se o material a ser utilizado possui tensão admissível de 220Mpa e módulo 2,5 qual deve ser a espessura da engrenagem?
Para o cálculo do momento na engrenagem utilize:

 

 

 

Para o cálculo da força tangencial na engrenagem, devemos utilizar:

 

 

 

Para o cálculo da tensão máxima atuante na engrenagem, utilizamos:

 

 

 

 

QUESTÃO 2: A transmissão por correias da figura representa um motor a combustão para automóvel, que aciona simultaneamente as polias da bomba d’água e do alternador. 

Dimensão das polias:
d1 = 350 mm (motor)
d2 = 200 mm (bomba d’água)
d3 = 70 mm (alternador) 

Considerando que o motor tenha uma rotação de n = 1500 rpm, determine qual a relação de transmissão entre o motor/bomba d’água e motor/alternador.
Figura 1: Esquema de um sistema de transmissão.

 

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Atividade 3 de Processos de Fabricação Mecânica e Metrologia [RESOLVIDA]

A soldagem é um processo fundamental na indústria de fabricação, utilizado para unir materiais metálicos de forma permanente. É um dos métodos mais comuns e versáteis de união de peças, sendo amplamente aplicado em diversos setores, desde a construção civil até a indústria automotiva e aeroespacial. Basicamente, a soldagem envolve a fusão dos materiais de base, utilizando calor e/ou pressão, junto a um material de adição, geralmente na forma de um eletrodo ou arame, que é adicionado ao local de junção para preencher o espaço entre as peças a serem unidas.

O processo de soldagem pode ser realizado utilizando diferentes técnicas, como soldagem a arco elétrico, soldagem a laser, soldagem por ultrassom e soldagem por fricção. A escolha da técnica adequada depende do tipo de material, da aplicação específica e das condições de trabalho.
Durante a soldagem, ocorre a geração de calor intenso, que funde o metal de base e o metal de solda, criando uma zona fundida. À medida que a zona fundida resfria e solidifica, as peças são unidas e formam uma junta soldada. A junta soldada geralmente apresenta propriedades mecânicas e estruturais similares às do material de base, desde que o processo seja realizado corretamente. A soldagem também pode envolver o uso de gases de proteção, como argônio ou dióxido de carbono, para evitar a oxidação e a contaminação dos materiais durante o processo. 

Esses gases criam uma atmosfera inerte ao redor da zona de soldagem, garantindo uma junta de alta qualidade e evitando defeitos.
É importante ressaltar que a soldagem requer habilidades técnicas e conhecimentos específicos para ser realizada com segurança e eficiência. Soldadores qualificados são responsáveis por garantir que as peças sejam unidas adequadamente, seguindo os procedimentos corretos e aplicando os parâmetros adequados de calor, pressão e metal de solda.

Agora que entendemos os princípios básicos do processo de soldagem, explique a importância do controle de parâmetros no processo de soldagem e como ele influencia na qualidade da junta soldada.

 

 ATIVIDADE RESOLVIDA

 

R$30,00 CHAVE PIX eng.carlosjfilho@yahoo.com.br

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PROVA DE DESENHO TÉCNICO [RESOLVIDA]

Pergunta 1 Linha Contínua Larga deve ser usada para:

contornos não visíveis, representa aquilo que está exposto, não escondido. Não deve chamar a atenção do desenho.
  linhas de centro, muito utilizadas para centro de furos, peças simétricas, identificar eixos em plantas de layout ou de civil.
  contornos visíveis, representa aquilo que está exposto, não escondido. Deve chamar a atenção do desenho.
  linhas de centro, trazer para fora o que está escondido, representar os detalhes internos. No entanto não deve chamar mais atenção que os contornos visíveis.
  contornos não visíveis, trazer para fora o que está escondido, representar os detalhes internos. No entanto não deve chamar mais atenção que os contornos visíveis.
 
Pergunta 2 Qual o botão do mouse possui os comandos ZOOM e PAN?

  inferior
  direito
  esquerdo
  scroll
  superior
 
Pergunta 3 Qual o nome do grupo de comandos que geram desenhos iguais e que se repetem seguindo um padrão?

  Pattern
  Project Geometry.
  Line.
  Circle
  Constrain
 
Pergunta 4 Primeiro comando que deve ser utilizado no módulo drawing para gerar as vistas:

  AUXILIARY VIEW
  BASE VIEW
  PROJECTED VIEW
  SECTION VIEW
  DETAIL VIEW
 
Pergunta 5 Qual o significado da sigla ABNT?

  Sociedade Americana para Testes e Materiais
  Técnicas Normalizadas do Brasil para Associados
  Sociedade Americana de Engenharia Mecânica
  Sociedade de Engenharia Automotiva
  Associação Brasileira de Normas Técnicas
 
Pergunta 6 Um dos softwares mais famosos em plataforma BIM...

  Inventor
  Revit
  AutoCad
  Creo
  SolidWorks
 
Pergunta 7 Qual o significado da sigla CAD?

  Desenho Alternativo Computadorizado.
  Componente Assistido de Desenho
  Compasso Aumentado em Computador
  Desenhando Agora em Computador
  Desenho Assistido por Computador.
 
Pergunta 8 Qual dessas projeções não está no 1° Diedro?

Pergunta 9 Quais os três elementos de uma cota?

  Valores, Linha Auxiliar e Cota.
  Linhas de cota, Linha Auxiliar e Cota.
  Dimensão, Cor e Altura.
  Linhas de cota, Números e Cores.
  Textos, Setas e Balões.
 
Pergunta 10 O comando FILLET é usado para:

  Criar roscas padronizadas.
  Criar canto chanfrados
  Deixar “ocos” modelos sólidos.
  Arredondar cantos de modelos
  Criar furos em modelos já existentes.
 
Pergunta 11 O rebatimento de faces de um sólido, isto é, a sua projeção ortogonal, é uma técnica historicamente empregada para facilitar o entendimento e visualização de sólidos tridimensionais em planos bidimensionais, sendo o rebatimento no 1º e 3º diedros os mais aplicados na área de engenharia. Qual é a diferença entre a representação no 1º e no 3º diedro?

Pergunta 12 A arte de representar um objeto ou fazer sua leitura por meio do desenho técnico é tão importante quanto à execução de uma tarefa, pois é o desenho que fornece todas as informações precisas e necessárias para a construção de uma peça. Desenho é qualquer representação gráfica – colorida ou não – de formas, sendo portanto, a expressão gráfica da forma, não se pode desenhar sem conhecer as formas a serem representadas. Qual é a diferença entre desenho técnico e desenho artístico?

 

 ATIVIDADE RESOLVIDA COM FEEDBACK POSITIVO

 

R$9,00 CHAVE PIX TELEFONE
 75992709085



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M.A.P.A. – PROCESSOS DE FABRICAÇÃO [RESOLVIDO]

 ETAPA 1: Funcionamento de Empilhadeira com Eixo Cardã

 Atividade da ETAPA 1: Fabricação de um Eixo Cardã

Sua tarefa é pesquisar e descrever os principais processos de fabricação envolvidos na produção de um eixo cardã. Considere os seguintes aspectos:

- Seleção de materiais: Explique quais materiais são comumente utilizados na fabricação de eixos cardãs e quais são as propriedades desejáveis nesses materiais. Discuta as razões por trás dessas escolhas e como elas afetam o desempenho e a durabilidade do eixo cardã.

- Processos de fabricação: Descreva os diferentes processos de fabricação utilizados na produção de um eixo cardã. Isso pode incluir forjamento, usinagem, estampagem, soldagem, entre outros. Explique as etapas e técnicas envolvidas em cada processo, destacando suas vantagens, desafios e aplicações.

- Tratamentos térmicos e acabamento: Pesquise e explique os tratamentos térmicos aplicados aos eixos cardãs durante o processo de fabricação. Comente sobre a importância desses tratamentos para melhorar as propriedades mecânicas do componente. Além disso, discuta os processos de acabamento utilizados para garantir uma superfície lisa e livre de imperfeições.

- Controle de qualidade: Aborde a importância do controle de qualidade durante a fabricação de um eixo cardã. Explique os testes e inspeções realizados para garantir a conformidade com as especificações técnicas, como testes de dimensionalidade, testes de resistência e testes de balanceamento. Comente sobre a relevância desses testes para assegurar a qualidade e a segurança do eixo cardã.

ETAPA 2: Fundição na Indústria

Atividade da ETAPA 2: Tipos de Processos de Fundição

Nesta etapa da atividade, sua tarefa é pesquisar e explorar mais detalhadamente sobre o processo de fundição na indústria. Concentre-se em diferentes tipos de fundição, como fundição em areia, fundição por cera perdida ou fundição em molde metálico. Além disso, destaque as vantagens, desafios e aplicações de cada tipo de fundição.

Para realizar essa pesquisa, consulte livros, artigos acadêmicos, sites especializados e materiais técnicos. Certifique-se de citar corretamente todas as fontes utilizadas. Ao realizar sua pesquisa, leve em consideração os seguintes pontos:

- Fundição em Areia: Descreva o processo de fundição em areia, incluindo os passos envolvidos, como a preparação do molde de areia, a colocação do material fundido e a solidificação. Discuta as vantagens desse método, como a flexibilidade de produção, o custo relativamente baixo e a possibilidade de criar peças de grande porte. Também aborde os desafios, como a necessidade de pós-tratamento e a limitação em termos de complexidade das formas produzidas. Explique as principais aplicações da fundição em areia na indústria.

- Fundição por Cera Perdida: Explique o processo de fundição por cera perdida, que envolve a criação de um modelo em cera, o revestimento cerâmico, a remoção da cera e o despejo do material fundido no molde. Destaque as vantagens desse método, como a precisão dimensional, a capacidade de produzir peças complexas e a excelente qualidade superficial. Discuta os desafios, como a necessidade de maior tempo e custo de produção, bem como a limitação em termos de tamanho das peças. Apresente as principais aplicações da fundição por cera perdida na indústria.

- Fundição em Molde Metálico: Descreva o processo de fundição em molde metálico, que utiliza moldes permanentes feitos de metal, como aço ou ferro fundido. Explique as etapas envolvidas, incluindo a preparação do molde, o despejo do material fundido e a extração da peça. Aborde as vantagens desse método, como a alta precisão dimensional, a boa qualidade superficial e a possibilidade de produção em grande escala. Discuta os desafios, como a maior complexidade e custo na fabricação dos moldes metálicos. Apresente as principais aplicações da fundição em molde metálico na indústria.

ETAPA 3: Metrologia na Indústria

Atividade da ETAPA 3: Metrologia dentro do setor de Qualidade

Descreva, de forma sucinta, as principais características e aplicações da CMM (Máquina de Medição por Coordenadas) e da projetora de perfil. Explique como esses instrumentos de medição são utilizados na metrologia industrial, destacando suas vantagens e as principais informações que podem ser obtidas por meio de sua utilização.

 

 ATIVIDADE RESOLVIDA

 

R$60,00 CHAVE PIX eng.carlosjfilho@hotmail.com

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M.A.P.A. – PROJETO DE MÁQUINA [RESOLVIDO]

FASE 1 A empresa Fundart fornece componentes em aço para a indústria automotiva. Esse material deve apresentar boas propriedades de ductilidade e tenacidade. No entanto, o último lote produzido apresentou resultados que demonstraram elevada dureza e resistência mecânica, porém, a ductilidade e a tenacidade foram reduzidas. 

Sabe-se que, em decorrência da têmpera (transformação martensítica) no aço, há geração de muita tensão residual, fazendo com que essas duas propriedades sejam reduzidas.

Desse modo, com a análise do lote, o técnico verificou que após a têmpera, não foi realizado o tratamento térmico adequado no material. A partir da análise do técnico, você precisa apresentar a solução para esse problema ao seu gestor. Assim, redija um relatório apresentando a possível solução e como você a executaria.

FASE 2 O projeto de um elemento de máquinas ou de uma estrutura exige que o engenheiro minimize a possibilidade da ocorrência de falhas. Dessa forma, torna-se fundamental que a mecânica das falhas causadas pela fadiga seja compreendida e esteja familiarizada com os princípios apropriados de projeto, resultando na prevenção de falhas durante a vida útil do componente.
A empresa onde você trabalha está tendo problemas com um produto que foi lançado no mercado há alguns meses e vem apresentando quebras constantes. Uma análise realizada pela engenharia determinou que as quebras ocorrem após determinada quantidade de ciclos realizados. A parte da máquina envolvida na quebra sofre de variação da intensidade da tensão aplicada de acordo com o ciclo realizado pela máquina.
No conjunto em que vêm ocorrendo tais quebras, uma das peças que está sofrendo quebra pode ser visualizada abaixo:

Informações:
Aço 1045;
Corte realizado na serra-fita
Torneamento com inserto de raio 0,4 mm;
Furação com broca de diâmetro de 18 mm;
Zincagem superficial do componente;

Baseando-se nas informações acima e no seu conhecimento adquirido, responda às seguintes questões:

a) Tais quebras podem estar relacionadas à fadiga? Justifique sua resposta 

b) Em relação à peça ilustrada, é possível alterar seus processos de produção ou as características das peças a fim de evitar ao máximo o surgimento de trincas por fadiga? Justifique as suas respostas

 

FASE 3 O Método dos Elementos Finitos (MEF) (do inglês Finite Element Method - FEM) é aplicado em diversas áreas industriais — como aeronáutica, aeroespacial, automobilística, naval e nuclear.
Por meio do método dos Elementos Finitos, diversos campos de estudo podem ser analisados, conforme apresentado na tabela.

Você é o engenheiro contratado para analisar, por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF), uma viga localizada na fachada de um edifício à beira-mar. Dentre os campos de estudo apresentados na tabela, quais você consideraria relevantes para a análise com o referido método? Justifique sua resposta.

 

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