Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 3

O cilindro de uma bomba de pneu de bicicleta fica quente durante o uso. Explique os mecanismos responsáveis pelo aumento de temperatura.

Passo 1

Fala aí galera, vamos para mais um problema de mecânica dos fluidos. Este problema é teórico. Dois fenômenos são responsáveis pelo aumento da temperatura: (1) atrito entre o pistão da bomba e barril e (2) aumento de temperatura do ar como ele é comprimido no barril da bomba. O atrito entre o pistão da bomba e o barril converte energia mecânica (força no pistão movendo-se através de um distância) em energia térmica como resultado do atrito. Lubrificar o pistão ajuda a fornecer um bom contato com o barril de bomba e reduz o atrito (e, portanto, a força) entre o pistão e o barril. A temperatura do ar preso sobe à medida que é comprimido. A compressão não é adiabatica porque ocorre durante um intervalo de tempo finito. O calor é transferido do ar comprimido quente no barril da bomba para o ambiente mais frio. Isso eleva a temperatura do barril, tornando sua superfície externa morna (ou até mesmo quente!) ao toque.

Resposta

Dois fenômenos são responsáveis pelo aumento da temperatura: (1) atrito entre o pistão da bomba e barril e (2) aumento de temperatura do ar como ele é comprimido no barril da bomba. O atrito entre o pistão da bomba e o barril converte energia mecânica (força no pistão movendo-se através de um distância) em energia térmica como resultado do atrito. Lubrificar o pistão ajuda a fornecer um bom contato com o barril de bomba e reduz o atrito (e, portanto, a força) entre o pistão e o barril. A temperatura do ar preso sobe à medida que é comprimido. A compressão não é adiabatica porque ocorre durante um intervalo de tempo finito. O calor é transferido do ar comprimido quente no barril da bomba para o ambiente mais frio. Isso eleva a temperatura do barril, tornando sua superfície externa morna (ou até mesmo quente!) ao toque.

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