Uma máquina de Carnot opera entre uma fonte quente a 327 °C e uma fonte fria a 27 °C. Em cada ciclo, recebe 1500 J da fonte quente. Estime o trabalho líquido máximo que pode ser produzido por ciclo (Considere 0 °C = 273 K).

Sobre escoamentos compressíveis, considere as seguintes afirmativas:

I – Uma aeronave voando a Mach 0,6 não pode ter escoamento supersônico em sua asa.

II – O tipo de arrasto conhecido como “arrasto de onda” é, na verdade, um tipo de arrasto de pressão.

III – À medida que o número de Mach aumenta, o coeficiente de sustentação torna-se sempre mais sensível ao ângulo de ataque, em qualquer regime de escoamento.

IV – As correções de Prandtl-Glauert são válidas para um aerofólio quando Mach < 1,0.

Assinale a alternativa correta quanto às afirmativas acima.

Na teoria do disco atuador, é assumida a hipótese de que uma hélice pode ser representada por um disco fino através do qual passa todo o escoamento que recebe impulso da hélice. Ao passar pelo disco, o escoamento experimenta um salto de pressão. Essa teoria pode ser útil para fornecer estimativas iniciais de potência e tração de hélices. Considere um projeto em fase inicial de um helicóptero elétrico com massa de uma tonelada (1.000 kg). Sua hélice (rotor principal) tem um diâmetro correspondente a um círculo de 40 m². Qual a estimativa da potência necessária para manter o helicóptero em voo pairado e distante do solo? Utilize a teoria do disco atuador para a estimativa. De acordo com essa teoria, a velocidade do escoamento ao passar pelo rotor é a metade da velocidade final da esteira. Utilize as aproximações de aceleração da gravidade \( g = 10 m/s^2 \) e massa específica atmosférica \( \rho = 1,25 kg/m^3 \).

3,0 mol de um gás ideal diatômico sofrem um processo isobárico, absorvendo 8730 J de calor. Sabendo que a temperatura inicial é T₁ = 400 K, que R = 8,314 J/(mol·K) e que C_p = 7R/2, estime a temperatura final T₂ do gás.

Uma aeromodelista planeja fazer um novo projeto que é uma asa voadora a ser lançada com a mão na decolagem. Ela sabe que consegue lançar o aeromodelo a até 6 m/s, e calculou que a massa dos equipamentos a serem transportados é de 200 g. Para a construção da asa, ela planeja usar uma única placa de material tipo “Depron”, a ser cortada conforme a geometria escolhida. Essa placa tem uma massa por unidade de área de 0,25 kg/m². A aeronave deve ser lançada sem vento, ao nível do mar (massa específica atmosférica = \( \rho \) = 1,25 kg/m³). Sabe-se que a velocidade de lançamento deve ser no mínimo 20% maior que velocidade de estol, e o máximo coeficiente de sustentação da asa final será de C_L = 1,0. Trata-se de uma asa enflechada de corda constante e igual a 0,2 m. Dentre as alternativas apresentadas, selecione a mínima envergardura recomendada para esse novo aeromodelo. Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s².

Na formulação das equações fundamentais da aerodinâmica, pode-se afirmar que, além dos princípios de conservação de massa, quantidade de movimento e energia, é necessário definir como o fluido será modelado. Diferentes formas de visualizar esse meio permitem aplicar de maneira prática os princípios físicos. Três abordagens principais têm sido utilizadas com sucesso: o volume de controle finito, o elemento fluido infinitesimal e a abordagem molecular. Com base nessa discussão, assinale a alternatva correta.

Pode-se afirmar que:

Considere um tubo fixo em uma parede e que possui óleo (\( \rho = 700 kg/m^3 \)) em movimento dentro dele. Sabendo que \( p_1 \) e \( p_2 \) são as pressões respectivas no ponto 1 e 2, e que \( d \) é a distância entre o ponto 1 e 2, pode-se afirmar que:

Quatro ciclos ideais (A, B, C e D) e aplicações típicas (I, II, III e IV) são descritas a seguir. Indique a alternativa que apresente as aplicações mais usuais.

Ciclo A: Compressão isentrópica, adição de calor a volume constante, expansão isentrópica e rejeição de calor a volume constante.

Ciclo B: Compressão isentrópica, adição de calor a pressão constante, expansão isentrópica e rejeição de calor a volume constante.

Ciclo C: Compressão isentrópica em uma bomba, adição de calor a pressão constante em uma caldeira, expansão isentrópica em uma turbina, rejeição de calor a pressão constante em um condensador.

Ciclo D: Compressão isentrópica (gás ideal, sem mudança de fase), adição de calor a pressão constante, expansão isentrópica e rejeição de calor a pressão constante.

I - Motores de automóveis a gasolina; II - Motores de caminhões e embarcações (ignição por compressão); III - Turbinas a gás (motores aeronáuticos e geração de energia) e IV - Usinas termoelétricas a vapor.

Um jato de água com velocidade \( v_1 \) atinge perpendicularmente uma placa plana que se desloca para a direita com velocidade constante \( v_2 \), conforme indicado na figura. Pede-se calcular a força necessária para manter a placa em movimento uniforme. Considere que a massa específica da água é de 1000 kg/m³, a área da seção do jato é de 3 cm², e que as velocidades \( v_1 \) e \( v_2 \) são iguais a 40 m/s e 10 m/s, respectivamente. Despreze o peso tanto da placa quanto do jato (despreze também os efeitos da gravidade no jato de água defletido), e suponha escoamento permanente em relação à placa, sendo o jato desviado em duas metades simétricas, uma para cima e outra para baixo.