Considere dois tanques sendo que o tanque da esquerda está a uma pressão manométrica negativa igual a -250 mmHg . As cotas
e
são iguais a 6 m e 500 mm , respectivamente.
obtenha uma expressão para o cálculo de
obtenha uma expressão para o cálculo de
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. Temos dois tanques conectados. O tanque da esquerda está com uma pressão manométrica negativa de -250 mmHg. As alturas das colunas de água nos tanques são
e
. Nosso objetivo é encontrar uma expressão para calcular
, que provavelmente representa a altura da coluna no segundo tanque. Para resolver isso, vamos precisar entender como as pressões e as alturas das colunas de líquidos se relacionam em sistemas de estática de fluidos.
Passo 2
Primeiro, vamos converter todas as unidades para o mesmo sistema. Sabemos que
. Então, a pressão negativa no tanque da esquerda é:
Isso facilita os cálculos futuros, já que agora todas as pressões estão em Pascais.
Passo 3
Agora, vamos lembrar da equação de equilíbrio de pressões em sistemas estáticos. Quando dois tanques estão conectados, a pressão no fundo de cada tanque deve ser a mesma. A pressão total no fundo do primeiro tanque é a soma da pressão atmosférica, da pressão causada pela coluna de água
e da pressão negativa
:
Já no segundo tanque, a pressão total no fundo é:
Como as pressões devem ser iguais:
Passo 4
Substituindo as expressões das pressões:
Podemos simplificar cancelando
dos dois lados:
Passo 5
Agora, vamos isolar
na equação:
Dividindo todos os termos por
para resolver para
:
Resposta
A expressão para calcular
é:
Exercícios relacionados
Uma turbina a gás opera em um ciclo Brayton Simples com o ar sendo o fluido de trabalho e produz
de potência. A temperatura mínima e máxima no ciclo são
e
, e a pressão do ar na saída do compressor é 8 vezes o valor na entrada desse equipamento. Assumindo uma eficiência isentrópica de
para o compressor e
para a turbina, determine a vazão mássica de ar no ciclo.
Considere um ciclo Stirling ideal utilizando ar como fluido de trabalho. 0 ar está a 400 K e
no início do processo de compressão isotérmica, e calor é fornecido ao ar por uma fonte a
em quantidade igual a
. Determine:
(a) A pressão máxima no ciclo.
(b) 0 trabalho líquido por unidade de massa de ar.
(a) A pressão máxima no ciclo.
(b) 0 trabalho líquido por unidade de massa de ar.
Um ciclo Brayton com regeneração utilizando ar como fluido de trabalho tem uma razão de pressão igual a 7. A temperatura mínima e máxima do ciclo são
e
. Assumindo uma eficiência isentrópica de
para o compressor,
para a turbina, e uma efetividade de
para o regenerador, determine:
(a) A temperatura do ar na saída da turbina
(b) o trabalho líquido
© a eficiência térmica
(a) A temperatura do ar na saída da turbina
(b) o trabalho líquido
© a eficiência térmica
Considere uma cavidade de volume igual a
, mantida a uma temperatura
. Determine a capacidade térmica da radiação no interior da cavidade.