No dispositivo da figura, a leitura do manômetro é 30   k P a e a relação de áreas dos pistões é A 2 A 1 = 2 .

A pressão atmosférica no local é 700   m m H g . Estando o sistema em equilíbrio, pede-se a pressão p B na escala absoluta em m c a . Dados: γ = 27000   N / m 3 ; a = 100   c m ; b = 80   c m ; γ H g = 136000   N / m 3 ; γ H 2 O = 10000   N / m 3 ; A 1 A H = 2 ; α = 30 ° .

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

A leitura manométrica nos diz que:

p C - p A = 30   k P a

Analisando o sistema, temos que:

p A ⋅ A 2 = p B ⋅ A 1 - p B ⋅ A 1 - A H

Logo:

p A ⋅ A 2 = P B ⋅ A H

Passo 2

O enunciado nos diz que:

A 1 A H = 2

E:

A 2 A 1 = 2

Logo:

A 1 A H ⋅ A 2 A 1 = 2 ⋅ 2

A 2 A H = 4

Portanto, teremos que:

p B = 4 p A

Passo 3

Sabemos também que:

p B = p C + γ a

Logo:

p C - p A = 30000

p B - 27000 - P B 4 = 30000

3 4 p B = 57000

p B = 76000   P a

Passo 4

Para encontrar a pressão absoluta temos que:

p a b s = p B + p a t m

A pressão atmosférica é dada por:

p a t m = γ H g ⋅ h H g

p a t m = 0,7 ⋅ 136000

p a t m = 95200   P a

Logo:

p a b s = 76000 + 95200

p a b s = 171200   P a

Como a questão pede o valor em m c a , temos que:

h H 2 O = p B , a b s γ H 2 O

h H 2 O = 171200 10000

h H 2 O = 17,12   m c a

Resposta

h H 2 O = 17,12   m c a

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