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

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 :
é
Já no segundo tanque, a pressão total no fundo é:
é
Como as pressões devem ser iguais:

Passo 4

Substituindo as expressões das pressões:
éé
Podemos simplificar cancelando é dos dois lados:

Passo 5

Agora, vamos isolar na equação:
Dividindo todos os termos por para resolver para :

Resposta

A expressão para calcular é:

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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
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é a constante de Stefan-Boltzmann.