Determinar as pressões absoluta e relativa que prevalecem no interior de um líquido a 3,0m da superfície livre. A densidade relativa do líquido é
e a pressão atmosférica local 101300 Pa. Expresse os resultados nas seguintes unidades:
- Pascal (Pa)
- quilograma-peso por metro quadrado
- quilograma-peso por centímetro quadrado (
)
- bar
- atmosférica física (atm)
- atmosférica técnica (at)
- libra-força por pé quadrado (psf)
- libra-força por polegada quadrada (psi)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar as pressões absoluta e relativa dentro de um líquido a uma profundidade de 3,0 metros da superfície. Para isso, vamos usar conceitos de estática de fluidos, especificamente a pressão em líquidos. Precisamos saber a densidade do líquido, que é dada pela densidade relativa
, e a pressão atmosférica local, que é 101300 Pa.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é pressão relativa e pressão absoluta. A pressão relativa é a pressão que o líquido exerce devido à sua própria coluna, sem considerar a pressão atmosférica. Já a pressão absoluta é a soma da pressão relativa com a pressão atmosférica.
Passo 3
Para calcular a pressão relativa (
), usamos a fórmula:
onde:
-
é a densidade do líquido, -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ), -
é a profundidade da coluna de líquido.
Passo 4
Primeiro, precisamos encontrar a densidade do líquido. A densidade relativa
é a razão entre a densidade do líquido e a densidade da água (
). Então:
Passo 5
Agora, vamos calcular a pressão relativa:
Arredondando, temos:
Passo 6
Para encontrar a pressão absoluta (
), somamos a pressão atmosférica:
Passo 7
Agora, vamos converter essas pressões para as unidades solicitadas:
-
Pascal (Pa):
- Pressão Relativa:
- Pressão Absoluta:
- Pressão Relativa:
-
Quilograma-peso por metro quadrado (
): - Sabendo que
,
- Pressão Relativa:
- Pressão Absoluta:
- Sabendo que
-
Quilograma-peso por centímetro quadrado (
): - Sabendo que
,
- Pressão Relativa:
- Pressão Absoluta:
- Sabendo que
-
Bar:
- Sabendo que
,
- Pressão Relativa:
- Pressão Absoluta:
- Sabendo que
-
Atmosférica física (atm):
- Sabendo que
,
- Pressão Relativa:
- Pressão Absoluta:
- Sabendo que
-
Atmosférica técnica (at):
- Sabendo que
,
- Pressão Relativa:
- Pressão Absoluta:
- Sabendo que
-
Libra-força por pé quadrado (psf):
- Primeiramente, convertendo Pascals para psf:
- Pressão Relativa:
- Pressão Absoluta:
-
Libra-força por polegada quadrada (psi):
- Sabendo que
,
- Pressão Relativa:
- Pressão Absoluta:
- Sabendo que
Resposta
As pressões no interior do líquido a 3,0 metros da superfície são:
-
Pascal (Pa):
- Relativa:
- Absoluta:
- Relativa:
-
Quilograma-peso por metro quadrado (
): - Relativa:
- Absoluta:
- Relativa:
-
Quilograma-peso por centímetro quadrado (
): - Relativa:
- Absoluta:
- Relativa:
-
Bar:
- Relativa:
- Absoluta:
- Relativa:
-
Atmosférica física (atm):
- Relativa:
- Absoluta:
- Relativa:
-
Atmosférica técnica (at):
- Relativa:
- Absoluta:
- Relativa:
-
Libra-força por pé quadrado (psf):
- Relativa:
- Absoluta:
- Relativa:
-
Libra-força por polegada quadrada (psi):
- Relativa:
- Absoluta:
- Relativa:
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com
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. A concentração desejada do produto final é
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e do produto concentrado é
.
.
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.