Um tubo vertical, de 25 mm de diâmetro e 30 cm de comprimento, aberto na extremidade superior e fechado na inferior, contém o mesmo volume de água e mercúrio. Qual a pressão manométrica, em kgf/cm², no fundo do tubo? Resposta: 0,219 kgf / cm^2.

Passo 1

Vamos entender o que o problema está pedindo. Temos um tubo vertical com diâmetro de 25 mm e comprimento de 30 cm, aberto na parte de cima e fechado na parte de baixo. Dentro desse tubo, há volumes iguais de água e mercúrio. Precisamos calcular a pressão manométrica no fundo do tubo, expressa em kgf/cm². Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de pressão hidrostática e considerar as densidades da água e do mercúrio.

Passo 2

Primeiro, vamos converter todas as medidas para as mesmas unidades. O diâmetro do tubo é 25 mm, mas como a área não afeta o cálculo da pressão hidrostática diretamente, podemos focar no comprimento. O comprimento total do tubo é de 30 cm, e como temos volumes iguais de água e mercúrio, cada líquido ocupará metade desse comprimento.
Comprimento de cada líquido:
hágua = hmercúrio = 30, cm2 = 15, cm áú

Passo 3

Agora, vamos calcular a pressão exercida por cada líquido no fundo do tubo. A pressão hidrostática é dada por:
P = rho cdot g cdot h
onde:
  • Págua = hágua cdot rhoágua é a pressão,
  • Pmercúrio = hmercúrio cdot rhomercúrio é a densidade do líquido,
  • é a aceleração da gravidade (vamos considerar ²),
  • é a altura do líquido.
Para facilitar, sabemos que a pressão devido à água é:
ááá
E para o mercúrio:
úúú

Passo 4

As densidades são:
  • Água: Págua = 15, cm times 1, g/cm³ = 15, g/cm² á³
  • Mercúrio: Pmercúrio = 15, cm times 13,6, g/cm³ = 204, g/cm² ú³
Substituindo os valores:
á³²
ú³²

Passo 5

A pressão total no fundo do tubo é a soma das pressões exercidas pela água e pelo mercúrio:
Ptotal = Págua + Pmercúrio = 15, g/cm² + 204, g/cm² = 219, g/cm² áú²²²

Passo 6

Queremos a resposta em kgf/cm². Sabemos que:
1, kgf/cm² = 1000, g/cm² ²²
Portanto:
Ptotal = 219, g/cm²1000 = 0,219, kgf/cm² ²²

Resposta

A pressão manométrica no fundo do tubo é de .

Exercícios relacionados

Um tanque de 0,5 m^3 contém ar comprimido. Uma válvula é aberta e o ar escapa com velocidade de 300 m / s através de uma abertura de 130 mm^2 de área. A temperatura do ar passando pela abertura é - 15 ^circ C e a pressão absoluta é 350 kPa . Determine a taxa de variação da densidade do ar no tanque nesse momento. R: -0,341(kg / m^3) / s
Água escoa em um tubo poroso de 0,2 m de diâmetro e 0,5 m de comprimento com uma velocidade de entrada de 6 m / s. A descarga através da parede porosa tem um perfil aproximadamente linear com velocidade máxima igual a u / 2. Se o escoamento é permanente, encontre:
b) Taxa de massa perdida pela parede porosa. R : taxa de massa =134,70 kg / s
Uma solução de NaCl a 50 % em massa é concentrada num evaporador de três efeitos. Cada efeito evapora igual quantidade de água.
a) Determine a composição da corrente de saída do efeito 2, considerando que os componentes sejam misturados uniformemente, de tal modo que a corrente de saída tenha a mesma composição dos componentes internos do efeito 2 . As linhas de vapor em cada efeito são completamente separadas dos componentes internos do evaporador e, portanto não ocorre mistura de vapor com estes componentes.
Qual a pressão, em kgf / cm^2, no fundo de um reservatório que contém água com uma altura de 3 m ? E se o mesmo reservatório armazenasse gasolina, com densidade relativa de 0,75 ? Resposta: 0,3 kgf / cm^2 ; 0,225 kgf / cm^2. Resposta: 0,3 kgf / cm^2 ; 0,225 kgf / cm^2