Fisica Geral e Experimental 1

Prévia do material em texto

Física Geral e Experimental I
 
Nome: Raissa Fernanda de França RA: 22038675-5
Uma bomba hidráulica converte energia mecânica em energia hidráulica. Quando uma bomba hidráulica opera, ela executa duas funções. Primeiro, sua ação mecânica cria um vácuo na entrada da bomba que permite que a pressão atmosférica force o líquido do reservatório para a linha de entrada da bomba. Segundo, sua ação mecânica entrega esse líquido à saída da bomba e o força no sistema
​Assim, a função de uma bomba hidráulica é transportar um fluido (geralmente água ou óleo) de um ponto para outro em um sistema hidráulico. A bomba é responsável por gerar uma pressão no fluido, fazendo-o fluir através das tubulações e componentes do sistema hidráulico. Observe a situação a seguir: uma bomba de 1400 W fornece água aos moradores de uma vila na taxa de 8 L/s, retirando-a de uma profundidade de 15 m. Sabendo que 1 HP = 746 W e a densidade da água é 1 kg/L e g=9,8 m/s², determine:
a) A potência total e útil desta bomba (em Watts).
b) A potência dissipada e o rendimento desta bomba.
c) Qual a profundidade máxima de poço que esta mesma bomba poderia ser aplicada, considerando rendimento de 90%?
 
——————————————————————————————
Potência (P) = Trabalho (W) / Tempo (t)
Trabalho (W) = Força (F) × Distância (d)
Força (F) = Massa (m) × Aceleração (a)
Densidade (ρ) = Massa (m) / Volume (V)
Aceleração da gravidade (g) = 9,8 m/s²
1 cavalo de potência (HP) = 746 Watts
Agora, vamos resolver o problema passo a passo:
a)A potência total da bomba pode ser
calculada multiplicando a vazão de água (Q) pela altura manométrica (h)
por onde a água é levantada:
Potência (P) = Q × ρ × g × h
Dado:
Potência (P) = 1400 W
Vazão (Q) = 8 L/s = 8 kg/s (já que a densidade da água é 1 kg/L)
Altura (h) = 15 m
Densidade da água (ρ) = 1 kg/L
Substituindo os valores na equação, temos:
1400 = 8 × 1 × 9,8 × 15
1400 = 1176
Portanto, a potência total da bomba é de 1400 Watts.
b)A potência útil da bomba é a potência entregue à água bombeada.
A potência dissipada é a potência perdida devido a várias ineficiências na bomba. A eficiência da bomba é a relação entre a potência útil e a potência total.
Eficiência = (Potência Útil / Potência Total) × 100%
Eficiência = (1400 / 1400) × 100%
Eficiência = 100%
Portanto, a potência dissipada é de 0 Watts e a eficiência da bomba é de 100%.
c) Para encontrar a profundidade máxima do poço considerando uma eficiência de 90%, podemos reorganizar a equação para a potência total:
Potência total = Q × ρ × g × h
Reorganizando para h:
h = (Potência Total) / (Q × ρ × g)
Dado:
Potência Total = 1400 W
Vazão (Q) = 8 L/s = 8 kg/s (já que a densidade da água é 1 kg/L)
Densidade da água (ρ) = 1 kg/L
Aceleração da gravidade (g) = 9,8 m/s²
Eficiência = 90% = 0,9
Substituindo os valores na equação, temos:
h = (1400) / (8 × 1 × 9,8 × 0,9)
h = 19,02 metros
Portanto, a profundidade máxima do poço que a bomba poderia ser aplicada, considerando uma eficiência de 90%, é de aproximadamente 19,02 metros.