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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Brunetti - Mecânica dos Fluidos - Ed: 2º - Capítulo 2.Exercício - Ex. 14

A figura mostra o ar contido num recipiente, inicialmente a 100 ° C . O ar é esfriado e a água do manômetro sobre 0,5   c m para dentro do recipiente. Dados: p a t m = 100   k P a ; γ H 2 O = 10000   N / m 3 ; γ H g = 136000   N / m 3 .

  1. Qual é a leitura inicial do manômetro? P a ;
  2. Qual é a leitura final do manômetro? P a
  3. Qual é a temperatura final do ar? ° C .

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

A leitura inicial do manômetro é dada por:

p a r + γ H 2 O 0,2 - γ H g 0,2 = 0

p a r = 0,2 136000 - 10000

p a r = 25200   P a

Passo 2

Calcularemos a leitura final do manômetro:

∆ y ⋅ A 1 = ∆ h ⋅ A 2

∆ h = 5   c m

Logo:

P a r + 0,155 10000 - 0,1 136000 = 0

P a r = 12050   P a

Passo 3

Para calcular a temperatura final do ar teremos que utilizar a condição dos gases perfeitos:

p 2 V 2 p 1 V 1 = T 2 T 1

Como:

P 1 , a b s = 25200 + 100000

P 1 , a b s = 125200   P a

E:

P 2 , a b s = 1205 0 + 100000

P 2 , a b s = 1 1 2 05 0   P a

Com:

V 2 = 10 2 - 0,5 10

V 2 = 95   c m 2

Temos que:

T 2 = 373 112050 125200 95 100

T 2 = 317   K

Ou:

T 2 = 44   ° C

Resposta

a )   p a r = 25200   P a

b )   P a r = 12050   P a

c )   T 2 = 44   ° C

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