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LISTA DE EXERCÍCIOS DE ESTÁTICA DOS FLUIDOS 1. A água de um tanque é pressurizada a ar, e a pressão é medida por um manômetro de vários fluidos, como mostra a figura abaixo. Determine a pressão manométrica do ar no tanque se h1 = 0,2 m, h2 = 0,3 m, h3 = 0,46 m. Tome as massas específicas da água, do óleo e do mercúrio como 1000 kg/m 3 , 850 kg/m 3 e 13600 kg/m 3 , respectivamente. Resposta: 56,9 kPa. 2. A pressão num conduto de água é medida pelo manômetro de dois fluidos mostrado. Avalie a pressão manométrica no conduto. Resposta: 6,72 psig 3. Um manômetro é construído com tubo de vidro, com diâmetro interno uniforme D = 6,35 mm, conforme mostrado a seguir. Um tubo em U é preenchido parcialmente com água. Em seguida, um volume V = 3,25 cm³ de óleo Meriam vermelho (SG=0,827) é adicionado no lado esquerdo, como se pode ver. Calcule a altura de equilíbrio, H, se ambas as pernas do tubo em U estão abertas para a atmosfera. Resposta: H=17,8 mm 4. A parte superior de um tanque de água está dividida em dois compartimentos, como mostra a figura abaixo. Agora um fluido com uma densidade desconhecida é despejado de um lado e o nível da água sobe até determinada quantidade no outro lado para compensar esse efeito. Com base nas alturas finais do fluido mostrada na figura, determine a densidade do fluido adicionado. Suponha que o líquido não se misture com a água. Dados ha=45cm e hf=80cm. Resposta: 563 kg/m 3 5. O manômetro mostrado contém dois líquidos. O líquido A tem densidade relativa SG = 0,88 e o líquido B tem SG = 2,95. Calcule a deflexão, h, quando a diferença de pressão aplicada for p1 – p2 = 870 Pa. Resposta: h= 42,8 mm 6. Considere o manômetro de dois fluidos mostrado (SGTCC=1,5842). Calcule a diferença de pressão aplicada. Resposta: P1-P2=59,5 Pa 7. O manômetro mostrado contém água e querosene (SG=0,82). Com ambos os tubos abertos para a atmosfera, as elevações da superfície livre diferem de H0 = 20,0 mm. Determine a diferença de elevação quando uma pressão de 98,0 Pa (manométrica) for aplicada no tubo à direita. Resposta: H=30 mm 8. Água circula pela tubulação da figura abaixo, onde D1 = 300 mm e D2 = 150 mm. A tubulação está ligada a um manômetro de mercúrio. Admitindo-se que não haja perdas de energia entre os pontos (1) e (2). (a) Determine a diferença de pressão entre (1) e (2). Resposta: P1 – P2 = 51802,8 Pa (b) Qual é o sentido do escoamento? Dados: ρágua = 1000 kg/m 3 ; ρHg = 13600 kg/m 3 . 9. Considere um manômetro conectado como mostrado (SGbenzeno=0,879). Calcule a diferença de pressão. Resposta: P1-P2=558 N/m 2 10. Na instalação da Figura abaixo, determinar a pressão efetiva e também absoluta no ponto A. Considere que na extremidade B atua a pressão atmosférica de 1,00 kgf/cm 2 . Resposta: Pefetiva = 1735 kgf/m 2 11. A pressão da água escoando através de um duto é medida pelo dispositivo mostrado abaixo. Para os valores dados, calcule a pressão no duto. Resposta: P = 33566,5 Pa 12. Água flui para baixo ao longo de um tubo com inclinação de 30 graus com relação à horizontal, conforme mostrado. A diferença de pressão pA – pB é devida parcialmente á gravidade e parcialmente ao atrito. Obtenha uma expressão algébrica para a diferença de pressão. Calcule a diferença de pressão L = 5 pés e h = 6 pol. Resposta: Pa-Pb=1,64 psi 13. Na figura abaixo o tubo A contém tetracloreto de carbono (SG=1,60) e o reservatório B de armazenamento contém salmoura (SG=1,15). Determine a pressão do ar no tanque B se a pressão no manômetro no tubo A é de 25 psi. R: PB=154600Pa 14. Determine a pressão manométrica em psig no ponto a, se o líquido A tem densidade relativa SG = 0,75 e o líquido B, SG= 1,20. O líquido em volta do ponto a é água e o tanque à esquerda está aberto para a atmosfera. Resposta: Pa=1,18 psig 15. Um manômetro de mercúrio em formato de tubo em U está conectado a um reservatório fechado pressurizado, conforme figura abaixo. Se a pressão do ar é 2 psi, determine a leitura diferencial, h. O peso específico do ar pode ser desprezado. Resposta: 0,317 ft 16. Considere um tanque fechado contendo mercúrio, água, benzeno e ar, conforme figura abaixo. Determine a pressão manométrica do ar. Determine o novo nível de equilíbrio do mercúrio no manômetro aberto, se uma abertura for feita na parte superior do tanque. Dados: D=0,25m, d=0,025m, ρbenzeno=879kg/m 3 , ρHg=13550kg/m 3 , ρágua=1000kg/m 3 , g=9,8m/s 2 . Resposta: P=24,8kPa, h=0,114m. 17. Um iceberg flutua tranquilamente nas águas da Antártida (SG=1,05). Sabendo que sua forma pode ser aproximada como um cubo de 30m de aresta e que a massa específica do gelo é 85% da massa específica da água do mar, qual é a pressão absoluta que um mergulhador está sujeito quando se encontra na profundidade referente à base submersa do iceberg? Resposta: 363,72kPa. 18. Um densímetro é um indicador de densidade, sendo o valor indicado pelo nível no qual a superfície livre intercepta a haste que flutua num líquido. A marca 1,0 é o nível em água pura. Para o instrumento mostrado na figura ao lado, o volume imerso em água é de 15cm 3 . A haste tem 6mm de diâmetro. Determine a distância h da marca 1,0 à superfície quando o densímetro é colocado numa solução de ácido nítrico de densidade 1,5. Resposta: 17,68cm. 19. Um iceberg de massa específica 850kg/m3 possui um volume emerso de 105m3 quando flutua na água do mar de densidade 1,04. Qual é a relação entre o volume submerso e o volume emerso? Resposta: 4,47.
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