Calcular a pressão atmosférica, expressa em psia, a uma altura de 2 km a partir do nível do mar, sabendo que:
- ar se comporta como gás ideal;
- a temperatura do ar decresce linearmente com a altura, de acordo com a equação,
- a h, onde a é a constante de decréscimo de temperatura (
e h é a diferença de altura entre o plano considerado e o plano de referência (nível do mar).
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a pressão atmosférica a uma altura de 2 km acima do nível do mar. Para isso, vamos usar conceitos de gases ideais e como a temperatura do ar varia com a altitude. Vamos precisar das fórmulas do gás ideal e entender como a temperatura muda conforme subimos na atmosfera.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a Lei dos Gases Ideais, que é dada por:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é a quantidade de substância, -
é a constante dos gases, -
é a temperatura em Kelvin.
Como queremos achar a pressão
em função da altura, precisamos relacionar isso com a variação da temperatura.
Passo 3
Sabemos que a temperatura do ar diminui linearmente com a altitude, conforme a equação:
Onde:
-
é a temperatura ao nível do mar, -
é a constante de decréscimo de temperatura ( ), -
é a altura acima do nível do mar.
Vamos converter a temperatura de Fahrenheit para Kelvin, já que a fórmula dos gases ideais utiliza Kelvin.
Passo 4
Vamos converter a constante
para unidades compatíveis com Kelvin e metros. Primeiro, note que
, então:
Convertendo para metros:
Passo 5
Agora, vamos calcular a temperatura a 2 km de altura. Primeiro, convertemos 2 km para metros:
Então, a temperatura
será:
Assumindo que
(temperatura padrão ao nível do mar):
Convertendo para Kelvin:
Passo 6
Agora, usamos a Lei dos Gases Ideais para relacionar a pressão ao nível do mar
com a pressão a 2 km
. A relação é:
Rearranjando para encontrar
:
Assumindo que
(pressão padrão ao nível do mar):
Resposta
A pressão atmosférica a 2 km de altura é aproximadamente 14,0 psia.
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0 viscosímetro de cilindros concêntricos indica um torque de
, quando o cilindro interno gira a 30 rpm . Qual a viscosidade do fluido, admitindo perfil linear de velocidades do fluido entre os cilindros.
Se o campo de velocidade é uni, bi ou tridimensional, e por quê. Para os campos de velocidade abaixo, determine:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(As quantidades e
são constantes).
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(As quantidades
Um campo de velocidade é dado por
. Determine os componentes do vetor aceleração nas direções
e z.
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. Calcular 0 valor correspondente nas seguintes unidades:
.