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Enunciado

Física - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 11

A 300°C e 1 atm, calcule a velocidade do som do (a) nitrogênio, (b) hidrogênio, (c) hélio, (d) vapor e (e) U F 6 238 ( k ≈ 1,06 )

Passo 1

E aí, gente!! Tudo bem? Então vou mostrar pra vocês que mecânica dos fluidos não é nem de longe um bicho de 7 cabeças (nem de perto também)

As constantes dos gases que foram mencionadas estão listadas no apêndice da tabela A.4, com exceção do gás da letra (e), mas ele a gente calcula também de boa.

Passo 2

Bem, a fórmula clássica que vamos usar para calcular a velocidade do som nesses gases é:

a = k R T

Todos os gases estão em T = 300 ° C → T = 573   K

(a) Para o nitrogênio, temos que k = 1,4 e R = 297

a = 1,4 ( 297 ) ( 573 ) = 488   m / s

Passo 3

(b) Para o hidrogênio, temos que k = 1,4 1 e R = 4124

a = 1,4 1 ( 4124 ) ( 573 ) = 1825   m / s

Passo 4

(c) Para o Hélio, temos que k = 1 , 66 e R = 2077

a = 1 , 66 ( 2077 ) ( 573 ) = 1 406   m / s

Passo 5

(d) Para o vapor, temos que k = 1 , 31 e R = 4 61

a = 1 , 3 1 ( 4 61 ) ( 573 ) = 5 93   m / s

Passo 6

(e) Para o nosso gás UF, precisamos calcular o valor da constate R!!

R = R g a s M

Onde R g a s é a constante universal e M = 238 + 6 19 = 352

R = 8314 352 = 23,62   m 2 / s ² . K

a = 1 , 06 ( 23,62 ) ( 573 ) = 120   m / s

Resposta

  1. a = 488 m/s
  2. a = 1825 m/s
  3. a = 1406 m/s
  4. a = 593 m/s
  5. a = 120 m/s
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