Ficha 1 máquinas primárias

Prévia do material em texto

Disciplina: Máquinas Primárias, Ficha 01.
1. O pistão de um arranjo pistão-cilindro con-
tend um gás tem massa igual a 60kg e a
área da secção transversal de 0, 04m2, como
mostra a figura ao lado figura ao lado. A
pressão atmosférica local é de 0, 97bar. De-
termine: a) A pressão dentro do cilindro; b)
Se calor for transferido para o gás e seu vol-
ume dobrar, o que se espera da pressão den-
tro do cilindro.
2. A pressão absoluta na água a uma profundidade de 5m é lida como 145kpa. Determine:
a) A pressão atmosférica local; b) A pressão absoluta a uma profundidade de 5m em um
ĺıquido cuja densidade relativa é de 0, 85 na mesma localização.
3. Um medidor de pressão conectado a um tanque fornece uma leitura de 500kpa em uma
localização na qual a pressão atmosférica é de 94kpa. Determine a pressão absoluta do
tanque.
4. Um medidor de vácuo conectado a um tanque indica 15kpa emu uma localização na qual a
leitura borométrica é de 750mmHg. Determine a pressão absoluta no tanque. Considere
densidade do ρHg = 13590kg/m
3.
5. O barómetro de um alpinista indica 930mbar no ı́nicio da escalada e 780mbar no fi-
nal. Desprezando o efeito da altitude sobre a aceleração de gravidade local, determine a
distância vertical. Suponha uma densidade do média ar de 1, 2kg/m3.
6. O barómetro básico pode ser usado para medir a altura de um prédio. Determine a
altura do predio quando as leituras barometricas no alto e na parte inferior são de
730mmHg e 755mmHg respectivamente. Suponha as densidades doρar = 1, 18kg/m3
e ρHg = 13600kg/m3, respectivamente.
7. Um manómetro (Bourdon) e um manómetro de coluna estão conectados a um tanque de
gás para medir a sua pressão. Se a leitura do medidor de pressão for de 80kpa, determine
a distancia entre os dois ńıveis de fluido do manómetro de coluna se: a) O fluido for
mercurio; b) O fluido for água. Veja a fig.2
8. Um manómetro de mercúrio esta conectado a uma tubagem de ar para medir a pressão
dentro dela. A diferença dos ńıveis do manómetro é de 15mm e a pressão atmosférica é
de 100kpa. a) A julgar pela fig. 3 , determine se a pressão da tubagem está acima ou
abaixo da pressão atmosférica; b) Determine a pressão absoluta da conduta.
1
9. Considere um tubo em forma de U cujas estremidades estão abertas para a atmosférica.
Água é colocada em uma das colunas do tubo e o óleo leve (ρ = 790kg/m3) na outra.
Uma coluna contém água a 70cm de altura, enquanto a outra contém ambos os fluidos
coma razão entre as alturas de óleo e da água igual a 4. Determine a altura de cada fluido
nesta coluna. Veja fig.4
10. Água doce e água salgada do mar escoam em tubulações horizontais paralelos e estão
conectados entrev si por um manómetro de tubo de U duplo, como mostra fig.5. Deter-
mine a diferença de pressão entre as tubulações. Suponha a densidade da água do mar
como 1035kg/m3. A coluna de ar pode ser ignorada na análise? Veja
11. A pressão monómetrica do ar medida no tanque é de 80kpa. Determine a diferença de
altura h da coluna de mercúrio. Dados: ρrelativaoleo = 0.77; ρrelativaHg = 13, 6. Veja fig.6.
12. A parte superior de um tanque de água divide-se em dois compartimentos, como mostra
a fig.7. Um fluido com densidade desconhecida é acrescentado de um lado, e o ńıvel
da água se eleva em uma determinada quantidade do outro lado para compensar esse
efeito. Com base nas alturas finais, determine a densidade do fluido que foi acrescentado.
Suponha que o ĺıquido não se mistura com a água.
2
13. Considere um manómetro de dois fluidos anexados a uma conduta de ar mostrada na fig.8
Se a densidade relativa do outro fluido for de ρ = 13, 55, determine a densidade relativa
do outro fluido para a pressão absoluta indicada. Suponha uma pressão atmosférica de
100kpa.
14. Considere o sistema mostrado na fig.9. Se uma variação de 0, 7kpa na pressão do
ar faz a interface salmoura-mercúrio na coluna da direita se desloque 5mm para baixo,
mantendo-se a pressão no tubo de salmoura constante, determine a razão A2/A1.
15. Um recipiente contendo vários fluidos está conectado a um tubo em forma de U como
mostra a fig.10. Para as densidades relativas e alturas de coluna de fluidos fornecidos,
determine a pressão manómetrica em A, determine também a altura de uma coluna de
mercúrio que criaria a mesma pressão em A.
16. Um arranjo pistão-cilindro vertical contém um gás a uma pressão de 100kpa. O pistão
tem massa de 5kg e diâmetro de 12cm. A pressão do gás ser aumentada colocando-se
alguns pesos sobre o pistão. Determine a pressão atmosférica local e a massa dos pesos
necessários para dobrar a pressão do gás dentro do cilindro. Veja fig.11.
3
17. O piloto de um avião lê a altitude de 3000m e a pressão de 58kpa ao sobrevoar uma
cidade. Calcule a pressão atmosférica local daquela cidade em kpa em mmHg. Suponhas
as densidade do ar e mercúrio como 1, 15kg/m3 e 13600kg/m3. Veja fig.12.
18. A metade inferior de um recipiente ciĺındrico
de 10m de altura está cheia de água e a
outra metade está cheia de óleo com densi-
dade relativa de 0, 85. Determine a diferença
de pressão entre o topo e o fundo do cilin-
dro.Veja a fig.13
19. Uma panela de pressão cozinha muito mais rápido do que uma panela comum ao manter
mais altas a pressão e a temperatura internas. A tampa de uma de panela pressão é
bem selada, e o vapor só pode escaper através de uma abertura no meio da tampa.
Uma peça de metal separada, a válvula, fica no alto dessa abertura e evita que o vapor
escape até que a força de pressão supere o peso da válvula. O escape peŕıodico do vapor
dessa maneira Evita um aumento de pressão mais perigoso e mantém a pressão dentro da
panela em valor constante. Determine a massa da válvula de uma panela cuja a pressão
monómetrica de operação seja 200kpa e tenha uma abertura de secção transversal igual
a 4mm2. Suponha uma pressão atmosférica de 101kpa e faça o diagrama de corpo livre
da válvula. Veja fig.14
20. Um tubo de gasolina está conectado a um medidor de pressão por meio de um monómetro
4
em U duplo, como mostra a fig.15. Se a leitura do medidor de pressão for de 370kpa,
determine a pressão manómetrica do tubo de gasolina.
5