AV2 - Geologia e Mecânica dos Solos [RESOLVIDA COM NOTA MÁXIMA]

1) No decorrer da espessura, a tensão efetiva diminui até ser nula, onde as forças transmitidas entre os grãos também são nulas.

Esse ponto o gradiente provoca um determinado fenômeno, que recebe o nome de:

---

Alternativas:

• a)

  Grau de saturação

• b)

  Grau de aeração

• c)

  Silte argiloso

• d)

  Areia movediça

• e)

  Nenhuma das alternativas anteriores.

2)

O índice de vazios foi introduzido pelo engenheiro Karl von Terzaghi (1883-1963) quando este estudava o fenômeno de adensamento do solo, pois a variação deste índice se dava principalmente pela variação do volume de vazios, visto que o volume de sólidos não se altera muito ou nada durante o fenômeno.

Imagine que você vai determinar o índice de vazios para um solo analisado em laboratório. Os dados recebidos foram: volume total  de 12.000 cm³, um volume de sólidos  de 6815 cm³ e um volume de água  de 3.600 cm³. Determine o índice de vazios para o solo analisado:

---

Alternativas:

• a)

   

• b)

   

• c)

   

• d)

   

• e)

  Nenhuma das alternativas anteriores.

3)

Todas as três fases do solo, partículas sólidas, água e ar estão presentes de forma combinada no solo. Mas para simplificar os cálculos, assumimos que as três fases do solo podem ser separadas. Assim, considerando um bloco diagrama, as partículas sólidas são colocadas na parte inferior. A água é colocada no meio enquanto o ar é colocado na parte superior. Essas fases podem ser relacionadas por meio de índices. Com base no contexto apresentado, analise as seguintes sentenças:

 

I- Quando a água não está presente no solo, ou seja, o solo tem apenas ar e partículas sólidas, é chamado de solo natural.

II- A exceção é o solo seco e saturado, que possui apenas duas fases.

III- A porcentagem relativa dos constituintes e seus arranjos e outros fatores auxiliam na determinação das propriedades da massa do solo.

IV- Quando o ar não está presente no solo, ou seja, o solo tem apenas água e partículas sólidas, é chamado de solo saturado.

Agora, assinale a alternativa que apresenta a correta:

---

Alternativas:

• a)

  Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
  
  

• b)

  Apenas as afirmativas I e IV estão corretas.
  
  

• c)

  Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
  
  

• d)

  Apenas as afirmativas I, II e IV estão corretas.
  
  

• e)

  Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.

4)

As propriedades do índice do solo são propriedades que facilitam a identificação e classificação dos solos para fins de engenharia. As propriedades de índice do solo incluem vários índices que ajudam a determinar o comportamento da engenharia, como limites líquidos, limites plásticos, consistência, plasticidade, etc. Com base no contexto apresentado, analise as seguintes sentenças:

 

I- Uma das propriedades do índice do solo que descrevem solos não coesivos é a classificação, também conhecida como distribuição de tamanho de partícula.

II- Solos mal graduados podem ser mais densamente compactados.

III- Na prática, os termos mole, médio, duro, muito duro e duro são aplicados para avaliar a granulometria do solo.

IV- O solo que contém uma ampla gama de tamanhos de partículas é chamado de bem graduado.

Agora, assinale a alternativa que apresenta a correta:

---

Alternativas:

• a)

  Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
  
  

• b)

  Apenas as afirmativas I e IV estão corretas.
  
  

• c)

  Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
  
  

• d)

  Apenas as afirmativas I, II e IV estão corretas.
  
  

• e)

  Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.

5)

Para entender o comportamento de engenharia do solo, empregamos vários métodos e a distribuição de tamanho de partícula é um deles. A distribuição de tamanho de partícula é o método de separação de qualquer amostra de solo em diferentes frações com base em seus tamanhos de partícula. Com base no contexto apresentado, analise as afirmativas as seguir e assinale V para verdadeiro e F para falso:

 

(   ) Há pouca possibilidade de que um solo seja composto de todas as partículas de apenas um tamanho.

(   ) Em situações usuais, a massa do solo consiste em partículas de muitos tamanhos diferentes.

(   ) A faixa de tamanho das partículas pode variar de grossa a fina em apenas uma amostra.

(   ) Amostras que são essencialmente de uma mesma fração granulométrica precisam ser estimadas por peneiramento e sedimentação.

(   ) Partículas muito finas com tamanho menor que 75 mícrons carregam cargas em sua superfície e tendem a aderir às outras partículas.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:

---

Alternativas:

• a)

  V – F – V – F – V.

• b)

  V – V – V – F – V.

• c)

  V – F – V – V – V.

• d)

  F – F – V – F – F.

• e)

  F – F – V – F – V.

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AV1 - Geologia e Mecânica dos Solos [RESOLVIDA COM NOTA MÁXIMA]

1) Rochas ígneas (da palavra latina para fogo) se formam quando quentes, rochas derretidas cristalizam e solidificam. O derretimento se origina nas profundezas da Terra, perto dos limites das placas ativas ou pontos quentes, e sobe em direção à superfície. As rochas ígneas são divididas em dois grupos, intrusivas ou extrusivas, dependendo de onde a rocha fundida se solidifica. Com base no contexto apresentado, analise as seguintes sentenças:

 

I- As rochas intrusivas têm uma textura de granulação grosseira.

II- Todo o magma se desenvolve no subsolo, na crosta inferior e no núcleo, por causa do intenso calor que ali existe.

III- A rocha ígnea extrusiva ou vulcânica é produzida quando o magma sai e esfria acima (ou muito perto) da superfície da Terra.

IV- As rochas ígneas possuem composições semelhantes, dependendo do magma de onde se resfriam.

Agora, assinale a alternativa que apresenta a correta:

---

Alternativas:

• a)

  Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
  
  

  
  
• b)

  Apenas as afirmativas I e IV estão corretas.
  
  

• c)

  Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
  
  

• d)

  Apenas as afirmativas I, II e IV estão corretas.
  
  

• e)

  Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.

2)

As rochas sedimentares são um dos três tipos principais de rochas, juntamente com as ígneas e metamórficas. Eles são formados na superfície da Terra ou perto dela a partir da compressão de sedimentos oceânicos ou outros processos. Com base no contexto apresentado, analise as afirmativas a seguir e assinale V para verdadeiro e F para falso:

 

(   ) As rochas sedimentares são formadas na superfície da Terra ou perto dela, em contraste com as rochas metamórficas e ígneas, que são formadas nas profundezas da Terra.

(   ) Os processos geológicos mais importantes que levam à criação de rochas sedimentares são erosão, intemperismo, dissolução, precipitação e litificação.

(   ) Erosão e intemperismo incluem os efeitos do vento e da chuva, que lentamente quebram grandes rochas em menores.

(   ) A erosão e o intemperismo transformam rochas e até montanhas em sedimentos, como areia ou lama.

(   ) A precipitação e a litificação são processos que desconstroem novas rochas ou minerais.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:

---

Alternativas:

• a)

  V – F – V – F – V.

• b)

  V – V – F – V – V.

• c)

  V – F – F – V – F.

• d)

  F – V – V – V – V.

• e)

  V – V – V – V – F.

  
  

3)

As propriedades mecânicas das rochas são geralmente medidas usando métodos estáticos e dinâmicos. Métodos estáticos são geralmente conduzidos no laboratório com equipamentos de teste específicos que contêm amostras de núcleo. As amostras são continuamente comprimidas até que ocorra a falha. As curvas de tensão-deformação são registradas simultaneamente usando um computador e parâmetros mecânicos pode ser obtido a partir das curvas. Com base no contexto apresentado, analise as afirmativas a seguir e assinale V para verdadeiro e F para falso:

 

(   ) O processo de falha da rocha é extremamente complexo e não está sujeito a métodos convenientes caracterização através de modelos simplificados.

(   ) O módulo elástico descreve a capacidade de ruptura da rocha, ou a rigidez de uma rocha.

(   ) A resistência à compressão é a capacidade de um material de suportar forças de compressão direcionadas axialmente.

(   ) Para uma rocha de baixo módulo de elasticidade (branda), ela será menos deformável e a parte inicial da curva tensão-deformação completa será suave.

(   ) O material rochoso geralmente tem um baixa resistência à tração.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:

---

Alternativas:

• a)

  F – V – F – V – F.

• b)

  V – F – V – V – V.

• c)

  F – F – V – F – F.

• d)

  V – V – F – F – V.

• e)

  V – F – V – F – V.

  
  

4)

Ao contrário do meio geológico, a geologia ambiental não possui conceitos de espaço por ser uma ciência que estuda o meio geológico. Ao se estudar e avaliar todos os tipos de desastres naturais, existe a preocupação em minimizar a perda de vidas e os danos materiais causados por desastres destrutivos. Sobre a relação entre o ambiente geológico e as ações antrópicas é possível afirmar, que:

Assinale a alternativa correta:

---

Alternativas:

• a)

  Ao avaliar as interações entre eles, o escopo de influência potencial também deve ser incluído em todos os processos de trabalho geológico ambiental.

  
  
• b)

  As características das interações entre eles dependem das características do ambiente geológico sem haver relação com a ação antrópica.

• c)

  Ao avaliar as interações entre eles, o escopo de influência probabilística também deve ser incluído em todos os processos de trabalho geológico ambiental.

• d)

  Em um ambiente geológico, as interações entre as atividades econômicas humanas e o ambiente geológico podem ser consideradas de baixa relação entre si.

• e)

  Em um ambiente geológico, as interações entre as atividades econômicas humanas e o ambiente geológico podem ser consideradas como um sistema simples.

5)

Os engenheiros geotécnicos são profissionais hábeis em identificar os riscos potenciais envolvidos nas estruturas de construção propostas em um local. Eles podem fazer isso por meio de uma variedade de técnicas de investigação, incluindo: amostragem direta por meio de sondagens e poços de teste e técnicas geofísicas indiretas. A análise geotécnica usando software especial pode modelar o comportamento estrutural com base em parâmetros geotécnicos para estimar o movimento do mundo real e projetar cenários de ação. Com base no contexto apresentado, analise as seguintes sentenças:

 

I- O objetivo de uma investigação geotécnica do local é fornecer um relatório detalhado à empresa de construção antes de iniciar o trabalho.

II- O escopo da investigação geotécnica do local envolve a coleta de amostras de solo, execução de testes de laboratório, pesquisa de literatura disponível, mapeamento/registro e realização de análises no local.

III- Campanhas de investigações geológico-geotécnicas são executadas após o início preliminar dos projetos de engenharia..

IV- Os dados coletados dos estudos de investigações geológico-geotécnicos são usados para classificação do local, muros de contenção, drenagem do local e fundações de edifícios, por exemplo..

Agora, assinale a alternativa que apresenta a correta:

---

Alternativas:

• a)

  Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
  
  

• b)

  Apenas as afirmativas I e IV estão corretas.
  
  

• c)

  Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
  
  

• d)

  Apenas as afirmativas I, II e IV estão corretas.
  
  

  
  
• e)

  Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.

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AV2 - Termodinâmica [RESOLVIDA COM NOTA MÁXIMA]

1)

A evaporação é uma operação frequentemente usada na indústria de alimentos para a concentração de suco de frutas. Um evaporador de simples efeito é composto por um trocador de calor e um dispositivo para separar a fase vapor do líquido em ebulição (Figura), sendo este um processo de caraterizado pelo alto consumo de energia. Se uma pequena indústria requer concentrar 5000 kg/h de suco de laranja com uma concentração inicial de sólidos dissolvidos de 5% para 25 % utilizando vapor saturado a 150 KPa no interior do trocador de calor. A entalpia da água como vapor saturado e liquido saturado a 150 kPa são, respectivamente, 2693 kJ/kg e 467 kJ/kg.

 

Figura

Desprezando as perdas por transferência de calor entre o evaporador com o ambiente, as variações de energia cinética e potencial gravitacional. Qual é o calor requerido pelo evaporador e a vazão mássica do vapor de aquecimento?

---

Alternativas:

• a)

  3150,3 kJ/s / 0,22 kg/s.

• b)

  2402,3 kJ/s / 1,84 kg/s.

• c)

  2819,7 kJ/s / 1,26 kg/s.

  
  
• d)

  2519,7 kJ/s / 0,86 kg/s.

• e)

  3512,7 kJ/s / 0,99 kg/s.

2)

O efeito frigorífico em um sistema de refrigeração é gerado no conjunto válvula de expansão e evaporador, como é apresentado na Figura.

Figura

 

 

 

Considere que o sistema apresentado na Figura anterior é uma parte de um Chiller de absorção, no qual 0,5 kg/s de amônia com uma pressão de 1400 kPa e uma temperatura de 295 K é expandido até 280 kPa para posteriormente, num evaporador adiabático, esfriar ar com uma pressão de 100 kPa de 30°C para 25°C.

Se o dispositivo opera em regime permanente e os efeitos da energia cinética e potencial podem ser desconsiderados, assinale a alternativa correta que representa a temperatura da amônia na saída da válvula de expansão e vazão mássica do ar no evaporado (ARs). Assuma que a amônia na saída do evaporador possui uma temperatura de 273,15 K.

---

Alternativas:

• a)

  273 K / 44,6 kg/s.

• b)

  273 K / 38,5 kg/s.

• c)

  262 K / 58,3 kg/s.

  
  
• d)

  273 K / 28,3 kg/s.

• e)

  262 K / 44,6 kg/s.

3)

A regeneração de calor é um método comumente utilizado para aumentar a eficiência térmica em instalações de potência. Este processo consiste no aproveitamento energético de uma fonte calor que normalmente é rejeitada ao meio ambiente sem nenhum aproveitamento utilizando um trocador de calor adicional (Regenerador). Na Figura 1B observa-se que um regenerador foi incorporado ao ciclo Brayton com o intuito de aproveitar os gases quentes que são descarregados pela turbina com o fim de reduzir o consumo de energia (Qe) e aumentar a eficiência no ciclo termodinâmico.

 

Figura 1

 

Considere o ciclo termodinâmico apresentado na Figura 1A que utiliza ar seco como fluido de trabalho, uma vazão mássica de 3,2 kg/s e seus parâmetros de operação estão resumidos na Tabela 1.

 

Tabela 1.

Fluxo	Pressão (kPa)	Temperatura (K)
1	101.325	298
2	800	535
3	800	1000
4	101.325	710

 

De acordo com os dados fornecidos na Tabela 1 e considerando que todos os equipamentos do ciclo são adiabáticos e que não há perda de carga nos trocadores de calor avalie as afirmações a seguir como (V) verdadeiras ou (F) falsas.

 

(   ) Sob as condições apresentadas na Tabela 1 o ciclo de Brayton sem regeneração (Figura 1A) possui uma geração de trabalho mecânico líquido inferior a 1200 kW.

(   ) O calor requerido (Qe) para elevar a temperatura do fluxo 2 no ciclo de Brayton sem regeneração é superior a 2000 kJ/s.

(   ) Considerando que a vazão mássica continua sendo 3,2 kg/s, que as condições de pressão e temperatura dos fluxos 1, 2, 3 e 4 do ciclo Brayton com regeneração (Figura 1B) são equivalentes aos apresentados na Tabela 1 e que a temperatura do fluxo 5 é 646 K, o calor requerido (Qe) para elevar a temperatura do fluxo 5 no ciclo é inferior a 2000 kJ/s.

(   ) O uso do recuperador de calor no ciclo Brayton incrementou o trabalho gerado pela turbina em 60 kW.

É correto o que se afirma em:

---

Alternativas:

• a)

  V – V – F - F.

• b)

  F – F – V - V.

• c)

  V – V – V - F.

  
  
• d)

  F – F – F - V.

• e)

  F – V – F - V.

4)

A Figura 1 apresenta um sistema que opera como um ciclo entre quatro reservatórios térmicos. O sistema A representa um ciclo de potência operando entre os reservatórios T1=900 K e T2=360 K, sendo utilizado para acionar o sistema B que representa um ciclo de refrigeração que opera entre os reservatórios T3=263 K e T4=315,6 K.

 

Figura 1.

.

Considerando que o trabalho desenvolvido pelo sistema A é de 300 kJ, assinale a alternativa correta que representa, respectivamente: o calor fornecido pelo reservatório T1 (Q1), o calor rejeitado ao reservatório T2 (Q2), o calor retirado do reservatório T3 (Q3) e o calor rejeitado ao reservatório T4 (Q4) para que a geração de entropia do sistema térmico (Figura 1) seja nula.   

---

Alternativas:

• a)

  800 kJ / 500 kJ / 1200 kJ / 1500 kJ.

• b)

  400 kJ / 100 kJ / 800 kJ / 1100 kJ.

• c)

  700 kJ / 400 kJ / 900 kJ / 1200 kJ.

• d)

  500 kJ / 200 kJ / 1500 kJ / 1800 kJ.

  
  
• e)

  900 kJ / 600 kJ / 1800 kJ / 2100 kJ.

5)

Um ciclo de potência que utiliza 4 kg/s de água como fluido de trabalho está composto por 4 processos desenvolvidos em série. O ciclo opera em estado permanente e fornece os seguintes dados termodinâmicos (Tabela 1), onde (S) representa a entropia, (T) a temperatura e (x) o título da mistura líquido-vapor.

 

Baseado nas informações fornecidas na Tabela 1 os valores  do calor fornecido ao evaporador (Processo 4-1), o calor retirado no condensador (Processo 2-3) e a potência do ciclo termodinâmico são de

---

Alternativas:

• a)

  Q4-1 = 4033,2 kJ/s / Q2-3 = 2833,2 kJ/s / W = 1200,0 kW.

• b)

  Q4-1 = 5000,1 kJ/s / Q2-3 = 3500,1 kJ/s / W = 1500,1 kW.

• c)

  Q4-1 = 6059,1 kJ/s / Q2-3 = 4311,2 kJ/s / W = 1747,9 kW.

• d)

  Q4-1 = 7179,3 kJ/s / Q2-3 = 5278,4 kJ/s / W = 1900,8 kW.

  
  
• e)

  Q4-1 = 8005,2 kJ/s / Q2-3 = 5354,4 kJ/s / W = 2650,8 kW.

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