O ar é ventilado em uma estufa através de um tubo de entrada com uma velocidade de
. Se a pressão atmosférica é de 101.3 kPa e a velocidade do ar dentro da estufa é desprezível, calcule a pressão do ar dentro da estufa.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão tá pedindo. A gente tem uma estufa sendo ventilada por um tubo que está soprando ar a uma velocidade de
. Sabemos que a pressão atmosférica é de 101,3 kPa e que a velocidade do ar dentro da estufa é desprezível. O que precisamos descobrir é qual é a pressão do ar dentro da estufa. Vamos usar conceitos de dinâmica dos fluidos, especificamente a relação entre velocidade e pressão em um fluido.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando um fluido (no caso, o ar) se move, ele gera uma pressão dinâmica. Essa pressão dinâmica é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a densidade do ar. -
é a velocidade do ar.
Passo 3
A densidade do ar (
) ao nível do mar é aproximadamente
. Vamos usar esse valor na nossa equação.
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula da pressão dinâmica:
Então, a pressão dinâmica gerada pelo ar que entra na estufa é de 5,4 Pa.
Passo 5
Como a velocidade do ar dentro da estufa é desprezível, podemos assumir que a pressão dentro dela é ligeiramente menor do que a pressão atmosférica devido à saída do ar pelo tubo. Portanto, a pressão dentro da estufa (
) será:
Resposta
A pressão do ar dentro da estufa é aproximadamente
.