Um motor Otto ideal (padrão a ar) com espaço morto de 15% processa 10 kg/min de ar. No ciclo, o calor adicionado é qin = 1000 kJ/kg. Admitindo k = 1,4, estime a potência líquida do motor.

Pesquisando a camada limite em escoamentos compressíveis, um professor considerou utilizar anemômetros de fio quente para fazer um experimento. Sua ideia era utilizar os anemômetros de fio quente tanto para medir a velocidade do escoamento quanto para medir a temperatura ao longo da camada limite. A respeito dessa estratégia de medição, assinale a alternativa correta.

Estudando um novo perfil aerodinâmico, um pesquisador resolveu fazer um experimento em túnel de vento. A ideia era ensaiar uma asa com o perfil aerodinâmico contendo diversos pontos de tomada de pressão ao longo de sua seção central para medir a distribuição de pressão. A asa foi então instalada com um dispositivo que variava o ângulo de ataque com o tempo para estudar a aerodinâmica não-estacionária do perfil. Ao realizar os primeiros experimentos, o pesquisador percebeu que a amplitude das variações de pressão estava significativamente inferior à prevista. Ele recalibrou os transdutores de pressão, mas o problema persistia. Qual a melhor dentre as seguintes alternativas que o pesquisador pode seguir para melhorar suas medições?

A potência elétrica do motor que aciona o compressor de um refrigerador doméstico é de 500 W. Indique a alternativa que apresenta corretamente a quantidade de calor por unidade de tempo retirada pelo evaporador, sabendo se que o coeficiente de eficácia do refrigerador é igual a 2,7. Desconsidere perdas elétricas/mecânicas.

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.