Enunciado

4C - Um avião a uma alta velocidade cruza o ar em repouso. Qual é a diferença entre a temperatura do ar no nariz do avião e a temperatura do ar que está a uma certa distância do avião?

Passo 1

Quando um avião está nos aeres voando com velocidade V , para facilitar o entendimento podemos considerar que o avião está parado e o ar é que está em movimento com velocidade V no sentido contrário, não concorda comigo?

Ou seja, temos um fluido (ar) com velocidade alta V e temos uma barreira que provoca uma parada repentina desse fluído (o avião).

Então vejamos: temos a ar a certa distância com uma temperatura T e está em movimento com velocidade V . Quando ele chega à ponta do nariz ele “para”. Para onde foi à energia cinética que ele tinha? Isso mesmo, de acordo com a teoria ela “se transforma” e eleva a temperatura do ar para T 0 !

Passo 2

Podemos definir essa temperatura T 0 (temperatura de estagnação) em função da velocidade e da antiga temperatura do ar...

T 0 = T + V 2 2 c p

c p é o calor específico do ar. Logo, a diferença de temperatura será...

T 0 - T = V 2 2 c p

Onde esse termo é definido pela teoria como temperatura dinâmica!

T d = V 2 2 c p

Resposta

A diferença nas temperaturas é a temperatura dinâmica que surge pela estagnação do ar no avião:

T d = V 2 2 c p

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