Modelos cinéticos da equação linearizada de Boltzmann e um problema de transferência de calor em microescala

Neste trabalho, um problema de transferência de calor da dinâmica de gases rarefeitos, causado pela diferença de temperaturas nas superfícies de um canal, é abordado. O problema é formulado através dos modelos cinéticos BGK, S e Gross-Jackson da equação linearizada de Boltzmann e resolvido, de forma unificada, pelo método analítico de ordenadas discretas (método ADO). Resultados numéricos para as perturbações de densidade e temperatura e também para o fluxo de calor são apresentados e comparados, mostrando que não se pode dizer que algum dos três modelos seja uma melhor aproximação da solução aos resultados da equação linearizada de Boltzmann.

Avaliação da eficiência relativa : uma abordagem não-paramétrica junto ao Tribunal Regional do Trabalho no Paraná

Esta pesquisa objetiva buscar parâmetros que permitam avaliar a eficiência relativa de uma instituição, assim considerada a administração pública direta, de forma a subsidiar as decisões do gestor atendendo ao princípio da eficiência insculpido no artigo 37, caput, da Constituição Federal, considerado o tema oportuno, haja vista a tramitação do projeto de reforma do Judiciário, reforma esta que não pode desconsiderar os princípios que regem a atuação do gestor público, entre eles o da eficiência. O objetivo central da pesquisa, então, foi a estruturação de um modelo de avaliação da eficiência relativa das Varas do Trabalho no Paraná, desdobrado em objetivos específicos. Para alcance de tais objetivos foi adotado o método de pesquisa operacional e, na busca da solução, optou-se pelo modelo matemático oferecido pela DEA – Análise Envoltória de Dados, mais as técnicas como a TGN – Técnica Grupo Nominal, combinada com a de brainstorming e o Método de Análise Hierárquica, para refinamento dos dados obtidos, num total de 14h de reunião, divididas em sete encontros, um a cada semana, com o Corregedor e ex-corregedores da Justiça do Trabalho no Paraná. Os resultados finais foram confirmados, ainda que tenham surpreendido aos profissionais da instituição onde se validou o modelo, através de entrevista semi-estruturada, ficando patente, entre outras situações, a de que o gestor público não se socorre de técnicas de gestão e, em muitas situações, em face do princípio da estrita legalidade, vê -se constrangido na ação em busca de melhor eficiência.

Análise da eficiência relativa das Escrivanias de Paz do Estado de Santa Catarina

Diante das atuais tendências de busca da eficiência, muitas vezes através de grandes investimentos em novas tecnologias, em infra-estrutura, em recursos humanos, entre outros, objetiva a presente pesquisa apresentar uma forma de mensurar a eficiência relativa que os diversos níveis de recursos utilizados possam, ou não, trazer às Escrivanias de Paz do Estado de Santa Catarina. Através da técnica “Data Envelopment Analisys” - DEA (Análise Envoltória de Dados), busca-se mostrar as relações que os diversos níveis de recursos possam ou não trazer na performance de cada empresa de forma relativa umas as outras. A pesquisa de campo busca levantar os diversos inputs, como instalações físicas, quantidade de funcionários, tempo médio de serviço dos funcionários, quantidade de linhas telefônicas, equipamentos de fax, copiadoras, computadores e software e os diversos outputs, como escrituras, procurações, autenticações, reconhecimentos de firmas, casamentos, nascimentos e óbitos existentes em cada uma das 266 Escrivanias de Paz do estado. Acredita-se que os procedimentos utilizados revelam-se como um instrumento de apoio decisório para essas empresas, além de mostrar as diferenças de desempenho organizacional com a utilização de diversos níveis de recursos. Os resultados obtidos através das analises, demonstram os principais pontos que devem sofrer alterações nas escrivanias não eficientes com relação ao conjunto. Estes pontos norteiam rumos de ações aos dirigentes para melhoria da eficiência destas empresas.

Construção e validação de uma bancada para calibração de sensores para determinação da umidade relativa do ar

O presente trabalho destina-se a apresentar a experiência de montagem e de validação de uma Bancada de Calibração de sensores para determinação da umidade relativa do ar com base nas teorias e normas existentes de psicrometria. A Bancada foi construída com base em normas internacionais, onde salienta-se a ASHRAE 41.1-1974, sendo uma evolução de trabalhos anteriormente desenvolvidos. A validação da bancada passa por uma verificação do funcionamento do sistema montado, buscando garantir que o mesmo é eficaz no que se propõe. Para isso, curvas de estabilidade em temperatura e umidade relativa do ar em função do tempo foram levantadas e analisadas dentro de uma certa faixa de operação, entre 30,50 e 44,50 ºC e para temperatura de bulbo úmido, entre 25,00 e 31,10 ºC. Para a estabilidade em umidade relativa do ar testada, a faixa varia de 57,20 a 74,46 %. Também foi verificado experimentalmente o comportamento da temperatura de bulbo úmido em função da velocidade do ar no escoamento, entre 1,25 e 5,00m/s. Para a comprovação desta verificação experimental, os dados coletados nos sensores e termômetros foram corrigidos através das equações de calibração e depois os mesmos foram comparados e estudados mediante uma análise de variância (ANOVA). Os resultados dos testes revelaram que a velocidade na faixa experimentada (1,25 a 5,00) m/s não gera uma diferença significativa na leitura dos sensores Um outro teste experimental foi elaborado para verificar o comportamento da temperatura de bulbo úmido em função da umidade relativa do ar para diversos elementos sensores de temperatura. (termômetros de Hg, sensores PT100, AD592 e termopar tipo K). Para esta verificação, os elementos sensores foram submetidos a uma velocidade de 5,00 m/s. Para cada nível de temperatura, três níveis de umidade relativa do ar foram analisadas. Os resultados mostram que a Bancada de calibração é um ambiente controlado dentro de uma faixa de temperatura e umidade relativa do ar, sendo um recurso a mais que pode ser usado no vasto campo da psicrometria.

Análise da eficiência relativa de departamentos acadêmicos : o caso da UFRGS

No mundo todo busca-se a melhoria da qualidade das universidades através de avaliações periódicas. Também no Brasil tem sido realizado um grande esforço para a avaliação de universidades, especialmente as públicas. A departamentalização, vigente desde 1968, teve como conseqüência a separação entre o sistema administrativo e o acadêmico, com diferentes instâncias decisórias, diminuindo a integração e a flexibilidade da universidade. Essa situação vai de encontro ao que a sociedade atual está demandando: uma universidade dinâmica, que acompanhe as tendências tecnológicas, com alto nível de qualidade. Nesse contexto é que surge o interesse pela avaliação de departamentos de uma universidade, para verificar se estes, funcionando de uma maneira distinta, apresentam desempenhos similares. Mais especificamente, procura-se, neste trabalho: (1) definir, qualitativamente, os fatores relevantes para uma avaliação quantitativa multicriterial de departamentos acadêmicos de uma universidade; (2) efetuar comparação objetiva, via modelagem matemática, do desempenho dos departamentos; (3) diferenciar departamentos quanto à sua eficiência relativa; e (4) identificar os fatores que fazem departamentos serem mais (ou menos) eficientes. Focaliza-se a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), de grande relevância no cenário nacional, com cursos de elevada qualidade, embora nem todos com o mesmo nível de excelência. O estudo emprega uma modelagem matemática, utilizando a técnica denominada Análise Envoltória de Dados (DEA, do inglês “Data Envelopment Analysis”). A aplicação da técnica aos departamentos da UFRGS oferece um mapeamento por eficiência relativa que, em vez de meramente criar uma escala ordinal (ranking), mostra o quanto um departamento é menos eficiente do que outro, em uma escala relacional, indicando, ainda, quais são os fatores que determinam eficiências distintas para os departamentos. Os resultados do estudo permitem: (1) destacar alguns pontos de ineficiência, que podem ser melhorados; (2) identificar características de departamentos mais eficientes, que possam ser repassadas aos menos eficientes, para que estes elevem seu desempenho; e (3) contribuir para a homogeneização da eficiência de todos os departamentos acadêmicos da UFRGS, com o intuito de aperfeiçoar a universidade como um todo.

Medindo a eficiência relativa das operações dos terminais de contêineres do Mercosul

Aproximadamente 95% do comércio exterior brasileiro são realizados por via marítima, principalmente por contêineres. O presente trabalho tem por objetivo medir a eficiência relativa das operações dos terminais de contêineres do Mercosul nos anos de 2002, 2003 e 2004, utilizando a técnica Data Envelopment Analysis (DEA) nos modelos CCR e BCC, com cinco inputs (número de guindastes, número de berços, número de funcionários, área do terminal, número de equipamentos de pátio) e dois outputs (quantidade de TEU (do inglês, twenty foot equivalent unit) movimentado e a média de movimentação de contêineres por hora por navio). A unidade de análise é composta por 15 terminais de contêineres brasileiros, 6 terminais argentinos e 2 uruguaios. Além da técnica de DEA, foi utilizada a Regressão Tobit para verificar as variáveis que mais influenciam a eficiência e, também, um estudo qualitativo focando quatro terminais. Devido os terminais operarem com retorno variável de escala, decidiu-se utilizar o modelo BCC. Pela análise pôde-se observar eficiência em 14 terminais nos três anos abrangidos, sendo 10 do Brasil, 3 da Argentina e 1 do Uruguai. Na análise de benchmarking, os terminais de Zarate, Rio Cubatão e Teconvi foram os que mais serviram de referência para os terminais ineficientes. Através da Regressão Tobit, seja utilizando o índice de eficiência do modelo CCR seja o do modelo BCC, a variável “número de equipamentos de pátio” não apresentou significância estatística. Tal resultado surpreende, pois os executivos dos terminais de contêineres ressaltaram que esta variável é importante para a eficiência das operações dos terminais.

Concepções de mulheres sobre a terminologia relativa ao aparelho reprodutor feminino

Esta é uma pesquisa qualitativa fenomenológica com embasamento filosófico na fenomenologia da percepção de Merleau-Ponty. Tem como propósito conhecer as concepções das mulheres sobre a terminologia relativa ao aparelho reprodutor feminino. Os sujeitos do estudo foram 10 mulheres não-gestantes, não-puérperas e não-nulíparas usuárias do Programa de Saúde da Família (PSF) Jenor Jarros. O instrumento de pesquisa utilizado foi entrevista semi-estruturada no qual perguntava-se sobre o significado das palavras relativas ao aparelho reprodutor feminino, e foi construído a partir da terminologia expressa pelas usuárias do PSF Jenor Jarros recolhida das observações das consultas de enfermagem ginecológica. Surgiram 22 essências que possibilitaram à pesquisadora conhecer de que modo as mulheres concebem seu aparelho reprodutor. As mulheres, sujeitos do estudo, revelaram a íntima relação entre o sentir/perceber seus órgãos reprodutores a partir da experiência vivida com a significação dos órgãos reprodutores. O enfermeiro deve compreender e aceitar que cada mulher tem um modo de perceber seu corpo e que interagem com o mundo de forma peculiar.

Tendências e ciclos comuns entre consumo e renda e a importância relativa dos choques permanentes e transitórios : uma análise dos dados agregados brasileiros

Neste trabalho buscamos evidências, para o caso brasileiro, da Hipótese da Renda Permanente. Primeiro, investigamos a existência de tendências e ciclos comuns entre as séries de consumo e renda per capita. Então, usando o resultado de co-movimentos entre as variáveis decompomos cada série em tendência e ciclo, através dos modelos de componentes não observados de Harvey (1989). Por fim, usando os modelos de vetores autorregressivos, decompomos a variância dos erros de previsão, seguindo a metodologia de Blanchard e Quah (1989), com o objetivo de avaliarmos a importância relativa dos choques permanentes e transitórios para as variações do consumo. Os resultados apontam que as inovações permanentes são responsáveis pela maior parte das variações no consumo. Este resultado embora rejeite a Hipótese da Renda Permanente, indica que o consumo responde pouco a variações transitórias na renda, ou seja, os choques temporários têm pouca importância para o consumo.

Otimização ergódica : da maximização relativa aos homeomorfismos expansivos

Sob novas perspectivas, discutimos aspectos da otimização ergódica sobre espaços compactos. No capítulo inicial, introduzimos funções para maximização relativa: as aplicações beta e alfa. Depois de um estudo sistemático acerca de regularidades, investigamos aproximações de certos valores destas funções a partir de órbitas periódicas. Estabelecemos ainda que a diferencial de uma aplicação alfa dita o comportamento assintótico das trajetórias otimais. No segundo capítulo, propomos um modelo para abordar questões de otimização referentes aos homeomorfismos expansivos. Uma versão do problema de Aubry-Mather em dinâmica simbólica é sugerida. Amparados na hipótese transitiva, constatamos a existência também neste contexto de subações para potenciais Hölder. Uma fórmula de representação para subações estritas é encontrada, a qual nos conduz naturalmente a um teorema de classificação para estas subações.

Estrutura nuclear de estrelas compactas

Este trabalho tem como objetivo o estudo da matéria nuclear a altas densidades considerando-se as fases hadrônica e de quarks à temperatura nula e finita, com vistas a aplicações no estudo de propriedades estáticas globais de estrelas compactas. Parte dos cálculos apresentados nesta dissertação foram realizados por diferentes autores. Entretanto, em geral, estes trabalhos limitaram-se ao estudo da matéria nuclear em regiões de densidades e temperaturas específicas. Este estudo visa, por sua vez, o desenvolvimento de um tratamento amplo e consistente para estes sistemas, considerando-se diferentes regimes de densidade e temperatura para ambas as fases, hadrônica e de quarks. Buscamos com isso adquirir conhecimento suficiente que possibilite, não somente a ampliação do escopo dos modelos considerados, como também o desenvolvimento, no futuro, de um modelo mais apropriado à descrição de propriedades estáticas e dinâmicas de estrelas compactas. Ainda assim, este trabalho apresenta novos aspectos e resultados inéditos referentes ao estudo da matéria nuclear, como descrevemos a seguir. No estudo da matéria nuclear na fase hadrônica, consideramos os modelos da teoria quântica de campos nucleares desenvolvidos por J. D. Walecka, J. Zimanyi e S. A. Moszkowski, e por J. Boguta e A. R. Bodmer, e conhecidos, respectivamente, como Hadrodinâmica Quântica, ZM e Não-Linear. Nestes modelos a matéria nuclear é descrita a partir de uma formulação lagrangeana com os campos efetivos dos bárions acoplados aos campos dos mésons, responsáveis pela interação nuclear Neste estudo consideramos inicialmente a descrição de propriedades estáticas globais de sistemas nucleares de muitos corpos à temperatura nula, como por exemplo, a massa efetiva do núcleon na matéria nuclear simétrica e de nêutrons. A equação de estado da matéria de nêutrons possibilita a descrição de propriedades estáticas globais de estrelas compactas, como sua massa e raio, através da sua incorporação nas equações de Tolman, Oppenheimer e Volkoff (TOV). Os resultados obtidos nestes cálculos estão em plena concordância com os resultados apresentados por outros autores. Consideramos posteriormente o estudo da matéria nuclear com graus de liberdade de bárions e mésons à temperatura finita, com particular atenção na região de transição de fase. Para este estudo, incorporamos aos modelos considerados, o formalismo da mecânica estatística à temperatura finita. Os resultados obtidos, para as propriedades da matéria nuclear à temperatura finita, concordam também com os resultados obtidos por outros autores. Um aspecto inédito apresentado neste trabalho refere-se à incorporação de valores para os pontos críticos da transição de fase, ainda não determinados por outros autores. O comportamento do calor específico também é analisado de forma inédita nesta dissertação no tratamento utilizado com os modelos Não-Linear e ZM. Utilizamos a equação de estado da matéria de nêutrons à temperatura finita nas equações TOV, determinando propriedades globais de uma estrela protoneutrônica Observamos neste trabalho que ocorre um aumento da massa máxima da estrela com o aumento da temperatura, comportamento este já previsto por outros autores em diferentes modelos. Posteriormente incorporamos ao formalismo à temperatura finita, o equilíbrio químico, a presença de graus de liberdade leptônicos para elétrons e múons e a neutralidade de carga. Apresentamos nesta etapa do trabalho, uma forma alternativa para a incorporação destes ingredientes, baseada na determinação de uma fração relativa entre os potenciais químicos de prótons e nêutrons, à temperatura nula, extendendo este resultado à temperatura finita. Este procedimento permite a determinação da distribuição de núcleons e léptons no interior de uma estrela protoneutrônica, onde incluímos ainda a presença de neutrinos confinados. No estudo da matéria de quarks, consideramos o modelo de sacola do Massachussets Institute of Technology (MIT). Incorporando as equações TOV neste estudo, determinamos propriedades globais de estrelas de quarks, bem como a distribuição dos diferentes sabores de quarks no interior estelar. Como principal resultado, obtivemos uma equação de estado geral para a matéria hadrônica e de quarks, introduzida nas equações TOV, e analisamos a existência de estrelas híbridas. Os resultados obtidos nesta etapa do trabalho são totalmente coerentes com aqueles obtidos por outros autores.

A aquisição automática de dados proporcionando discussões conceituais na física térmica do ensino médio

Diante dos problemas vivenciados no ensino da Física cabe ao professor a tarefa de tentar combater as dificuldades de seus alunos, proporcionando-lhes experiências de aprendizagem eficazes, procurando atualizar, tanto quanto possível, os instrumentos pedagógicos que utiliza. Considerando a especificidade experimental da Física, a realização de atividades de laboratório faz-se de grande importância. Porém, uma reflexão a respeito de como utilizar tais atividades é necessária para que possam realmente contribuir para uma aprendizagem significativa. Nesta busca, a utilização da aquisição automática de dados através de dispositivos do tipo CBL (do inglês Calculator Based Laboratory) pode, sem dúvida, trazer grande contribuição. Aliando-se à grande potencialidade do uso destes dispositivos, à inexistência de trabalhos divulgados envolvendo seu uso no ensino de Física no Brasil e, finalmente, ao fato deste ser um equipamento adquirido recentemente pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Pelotas, instituição na qual este trabalho foi desenvolvido, optou-se por propor nesta dissertação a utilização de tais equipamentos em laboratório didático de Física Térmica no ensino médio. Dentre os assuntos abordados cita-se: calor, temperatura e energia interna; resfriamento de um corpo; mudança de estado físico e pressão de vapor; transmissão do calor. Alguns destes assuntos não são normalmente abordados no ensino médio, como a lei de resfriamento e análise da curva de pressão de vapor. Outros tópicos levam a uma maior contextualização da Física, como umidade relativa do ar e formação de geada. Esta proposta é fundamentada pela teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel e pela teoria da interação social de Lev Vigotski Através desta experiência de implementação em aulas regulares de ensino médio, espera-se verificar a possibilidade de sua utilização neste nível de ensino. Como produto deste trabalho de dissertação, foi produzido material instrucional que compreende guias experimentais e textos envolvendo os conteúdos abordados, assim como material hipermídia sobre transmissão do calor contendo algumas animações e teste interativo desenvolvidos em Flash MX. Todo este material foi concebido e implementado buscando levar o aluno a uma aprendizagem significativa dos conceitos físicos.

Espectroscopia resolvida no tempo : caracterização de pulsos curtos, dinâmica molecular em líquidos, modelamento de luz incoerente

Nesta tese realizamos três trabalhos que envolvem diferentes aspectos da espectroscopia resolvida no tempo. No primeiro discutimos brevemente a teoria e as principais técnicas para a caracterização de pulsos curtos. Analisamos detalhamente uma destas técnicas e propusemos modi cações que possibilitaram o barateamento dos custos da montagem e, além disso, introduziram novas características que sanaram alguns problemas que a montagem original apresentava e que também possibilitaram uma melhor caracterização da própria técnica. Descrevemos cuidadosamente as condições que devem ser satisfeitas pela geometria dos feixes e pelos componentes da montagem para obter uma caracterização correta dos pulsos curtos. Também apresentamos o procedimento de calibração do sistema. Pulsos com diferentes tempos e funções de fase foram caracterizados e os resultados foram validados por testes de con abilidade da informação recuperada. O trabalho seguinte foi o estudo da dinâmica molecular em líquidos puros e em misturas através da técnica efeito Kerr óptico resolvido no tempo, que é uma técnica do tipo bombeio e prova não ressonante, usando um sistema laser Ti:Sa ra com pulsos de 170 fs, centrados em 800 nm. As moléculas estudadas foram o dissulfeto de carbono (CS2), benzeno (C6H6), alilbenzeno (C9H10) e o poliestireno (PS). A teoria necessária para descrever os resultados medidos foi desenvolvida no regime temporal. O modelo de Debye para a relaxação difusiva da anisotropia orientacional descreve a componente de tempos longa, acima de um picosegundo. Partindo do Hamiltoniano de interação, desenvolvemos a teoria da função resposta linear, chegando a uma expressão para a relaxação da polarizabilidade anisotrópica, necessária para descrever os tempos curtos (subpicosegundos). Além disso, a passagem para o regime espectral utilizando somente dados experimentais, ou seja, sem a necessidade de levar em conta modelos especí cos, também foi discutida. Os resultados mostram que os tempos difusivos tanto nos líquidos puros quanto nas misturas seguem a equação de Debye-Stokes-Einstein que prevê um aumento deste tempo para viscosidades maiores. Os tempos curtos são analisados em termos da componente não difusiva da resposta espectral associada à dinâmica molecular. As alterações do espectro foram quanti cadas e a explicação para as mudanças observadas foi dada em termos das con gurações estruturais de interação que levam a uma alteração do potencial intermolecular dentro do qual as moléculas executam movimentos libracionais. Por último, investigamos a questão do modelamento de pulsos de luz incoerente. Para isto trabalhamos com um laser de corante banda larga sem elemento de seleção espectral intracavidade. A técnica utilizada foi o espalhamento forçado de luz ao qual foi acoplado um modelador composto por uma grade, uma lente e uma máscara que alterava a função de fase espectral relativa entre os feixes formadores da grade transiente na amostra de interesse. Realizamos uma análise detalhada desta montagem e obtivemos expressões para ajustar os dados medidos. Os resultados mostram que a função de correlação pode ser alterada de forma especí ca através da escolha de determinadas funções de fase espectrais.