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O pistão da figura tem uma massa de 0,5 kg. O cilindro de comprimento ilimitado é puxado para cima com velocidade constante. O diâmetro do cilindro é 10 cm ...
Tipologia: Notas de estudo
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Não perca as partes importantes!
Qual a diferença entre propriedades intensivas e extensivas?
2.
O que é a gravidade específica? Como está relacionada à densidade?
3.
O que é viscosidade? O que causa nos líquidos e nos gases?
4.
Como a viscosidade dinâmica dos líquidos e dos gases varia com a temperatura?
5.
O que é um fluido newtoniano?
6.
Qual a diferença entre pressão manométrica e pressão absoluta?
7.
São dadas duas placas planas paralelas à distância de 2 mm. A placa superiormove-se com velocidade de 4 m/s, enquanto a inferior é fixa. Se o espaço entre asduas placas for preenchido por óleo (
ν
= 0,1 stoke;
ρ
= 830 kg/m³), qual será a
tensão de cisalhamento que agirá no óleo? (
τ
= 16,6 N/m²)
O pistão da figura tem uma massa de 0,5 kg. O cilindro de comprimento ilimitado épuxado para cima com velocidade constante. O diâmetro do cilindro é 10 cm e o dopistão é 9 cm e entre os dois existe um óleo de
ν
m²/s e
γ
= 8000 N/m³. Com
que velocidade deve subir o cilindro para que o pistão permaneça em repouso?Considere um perfil linear de velocidade e g = 9,8 m/s². (
R: v = 22,1 m/s)
A placa da figura tem uma área de 4 m² e espessura desprezível. Entre a placa e osolo existe um fluido que escoa, formando um diagrama de velocidades dado por
(^
) y
yv
v
5 1
20
max
−
=
N.s/m² e a velocidade
máxima do escoamento é 4 m/s. Determine: a)
o gradiente de velocidades junto ao solo. (
R: -80 s
-
b)
a força necessária para manter a placa em equilíbrio. (
Uma chapa plana fina de dimensões 20 cm X 20 cm é puxada horizontalmente comvelocidade de 1 m/s sobre uma camada de óleo de 3,6 mm de espessura entre duaschapas planas, uma estacionária e a outra movendo-se com velocidade constante de0,3 m/s, como mostrado na figura. A viscosidade dinâmica do óleo é 0,027 Pa
∙s.
Considerando
que
a
velocidade
de
cada
camada
de
óleo
varie
linearmente,
determine:a)
o ponto em que a velocidade do óleo seja nula. (
R: 0,6 mm
b)
a força que deve ser aplicada sobre a chapa para manter o movimento.(
Parede fixa Parede móvel
Considere o escoamento laminar de um fluido newtoniano de viscosidade μ entreduas placas paralelas. O escoamento é unidimensional e o perfil de velocidade éexpresso como
(^
)
[^
]²
/
/
4
) (^
max
h y h y u y u
−
=
, em que y é a coordenada vertical da
superfície do fundo, h é a distância entre as duas placas e
max v
é a velocidade
máxima do escoamento, que ocorre no plano do meio. Desenvolva uma expressãopara a força de arrasto exercida em ambas as placas pelo fluido na direção doescoamento por unidade de área das placas. (
h
u
/
8
max μ
A leitura de um medidor de vácuo conectado a uma câmara é de 24 kPa em umlocal onde a pressão atmosférica é de 92 kPa. Determine a pressão absoluta nacâmara. (
R: 68 kPa)
Determine a pressão atmosférica em um local onde a leitura barométrica é de 750mmHg. Tome a densidade do mercúrio como 13600 kg/m³. (
R: 100 kPa)
A leitura da pressão manométrica de um líquido a uma profundidade de 3 m é 28kPa. Determine a pressão manométrica do mesmo líquido a uma profundidade de12 m. (
R: 112 kPa)
A leitura da pressão absoluta da água a uma profundidade de 5 m é 145 kPa.Determine:
a)
a pressão atmosférica local (
R: 96 kPa)
b)
a pressão absoluta a uma profundidade de 5 m em um líquido cuja gravidadeespecífica é de 0,85 no mesmo local. (
R: 138 kPa)
A leitura de um medidor a vácuo conectado a um tanque é de 30 kPa em um localonde a leitura barométrica é de 755 mmHg. Determine a pressão absoluta notanque. Tome a densidade do mercúrio como 13590 kg/m³. (
R: 70,6 kPa)
Determine a pressão exercida sobre um mergulhador a 30 m abaixo da superfícielivre do mar. Considere uma pressão barométrica de 101 kPa e uma gravidadeespecífica de 1,03 para a água do mar. (
R: 404 kPa)
Um manômetro contendo óleo (
ρ
= 850 kg/m
3 ) é anexado a um tanque cheio com
ar. Se a diferença do nível do óleo entre as duas colunas for de 45 cm e a pressãoatmosférica for de 98 kPa, determine a pressão absoluta do ar no tanque. (
kPa)
Um manômetro a mercúrio (
ρ
= 13.600 kg/m3) está conectado a um duto de ar
para medir a pressão interna. A diferença nos níveis do manômetro é de 15 mm e apressão atmosférica é de 100 kPa.a)
considerando a figura a seguir, a pressão no duto está acima ou abaixo dapressão atmosférica?
b)
determine a pressão absoluta no duto. (
R: 102 kPa)
Considere um tubo em U cujos braços estão abertos par a atmosfera. Água édespejada no tubo em U de um braço e óleo leve (
ρ
=790 kg/m
3 ) do outro. Um
braço contém 70 cm de altura de água, enquanto o outro braço contém ambos osfluidos com a razão da altura do óleo para água de 6. Determine a altura de cadafluido naquele braço. (
R: h
óleo
= 0,122 m; h
água
= 0,732 m)
Água doce (
fresh-water
) e
água do
mar (
sea-water
) escoam em tubulações
horizontais paralelas que estão conectadas entre si por um manômetro, como
Os dois tanques de água estão conectados entre si por um manômetro de mercúriocom tubos inclinados, como mostra a figura abaixo. Se a diferença de pressão entreos dois tanques for de 20 kPa, calcule
a
e
θ
R: a = 7,5 cm;
θ
Uma equação geral para um campo de velocidade bidimensional e em regimepermanente que é linear nas direções x e y é:
j y b x a V i y b x a U v u v r
r
r
2
2
1
1
em que
e
e os coeficientes são constantes. Será suposto que suas dimensões
são definidas apropriadamente. Calcule as componentes
x
e
y
do campo de
aceleração.
29.
Um secador de cabelos é basicamente um duto com diâmetro constante no qual sãocolocadas
algumas
camadas
de
resistores
elétricos.
Um
ventilador
pequeno
empurra o ar, forçando-o a passar através dos resistores, onde ele é aquecido. Se adensidade do ar é de 1,20 kg/m
3
na entrada e de 1,05 kg/m
3
na saída, determine o
aumento percentual na velocidade do ar ao escoar pelo secador. (
R: 1,14 ou 14%
Uma sala para fumantes deve acomodar 15 pessoas que fumam bastante. Segundo alegislação, deve-se fornecer no mínimo 30L/s de ar fresco por pessoa em salas defumantes. Determine a vazão mínima de ar fresco que precisa ser fornecida à sala eo diâmetro do duto, se a velocidade (média) do ar não exceder 8m/s. (
R: 0,45 m³/s;
0,268 m
Água alimenta um reservatório cilíndrico de 0,5 m de diâmetro por uma tubulaçãode 0,10 m
2 à velocidade de 0,5 m/s e o deixa com uma vazão de 0,1 m
3 /s conforme
ilustra a figura. Determine a variação do nível de água com o tempo. (
m/s
Um tanque de 0,05 m³ contém ar a 800 kPa e 15 °C. Em t=0, o ar escapa do tanqueatravés de uma válvula com área de escoamento de 65 mm². O ar que passa pelaválvula tem uma velocidade de 311 m/s e uma densidade de 6,13 kg/m³. Aspropriedades no
resto
do
tanque
podem ser
consideradas
uniformes a
cada
instante. Determine a taxa instantânea de variação da densidade do ar no tanqueem t=0. (
R: -2,48 (kg/m³)/s
O nível de água de um reservatório municipal é normalmente reduzido na época deestiagem. No primeiro dia desse período, os técnicos do Departamento de Águaverificaram que o nível do reservatório indicava um volume de 10
9
litros e
previram que o abastecimento seria normal por mais 60 dias. O consumo de águadessa cidade é de 10
7
litros/dia e foi previsto que a alimentação do reservatório
seria somente de 10
e -t/
litros/dia (onde t é contado em dias, a partir do 1
0
dia de
estiagem). Está correta a previsão dos técnicos do Departamento de Água? (
R: Sim,
após 60 dias o volume será 4,45 x 10
8