Aula_5_TI_-_Conceitos_iniciais_e_definições_-_Exercícios

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Engenharia de Sistemas Termodinâmicos IEngenharia de Sistemas Termodinâmicos I
Exemplo 1: Para encher com água uma piscina de volume V (em m3), será utilizada uma mangueira 
de diâmetro D (em m). Considerando que a velocidade média de descarga é V (em m/s) e o tempo 
de enchimento é t (em s), obtenha uma expressão para o volume da piscina com base nas 
considerações das grandezas físicas envolvidas.
Exemplo 2: A água de um tanque é pressurizada a ar, e a pressão é medida por um manômetro 
de vários fluidos, como mostra a Figura. Determine a pressão manométrica do ar no tanque se 
h1 = 0,2 m, h2 = 0,3 m e h3 = 0,46 m. Considere as densidades da água, do óleo e do mercúrio 
1.000 kg/m3, 850 kg/m3 e 13.600 kg/ m3 respectivamente.
Exemplo 3: Os diâmetros dos pistões mostrados na Figura são D1 = 3 pol e D2 = 1,5 pol. 
Determine a pressão na câmara 3, em psia, quando as outras pressões são P1 = 150 psia e P2 = 
250 psia.
Exemplo 4: Um barômetro básico pode ser usado para medir a altura de um prédio. Determine 
a altura do prédio quando as leituras barométricas no alto e na parte inferior são de 675 e 695 
mm Hg, respectivamente. Considere as densidades do ar e do mercúrio como 1,18 kg/m3 e 
13.600 kg/m3 respectivamente..
Exemplo 5: Um recipiente contendo vários fluidos está conectado a um tubo em U, como mostra a 
Figura. Para as densidades relativas e alturas de coluna dos fluidos fornecidas, determine a pressão 
manométrica em A. Determine também a altura de uma coluna de mercúrio que criaria a mesma 
pressão em A.
Exemplo 6: Um manômetro (Bourdon) e um manômetro de coluna estão conectados a um 
tanque de gás para medir sua pressão. Considerando que a leitura do medidor de pressão é de 80 
kPa, determine a distância entre os dois níveis de fluido do manômetro de coluna se o fluido for 
(a) mercúrio ( 13.600 kg/ m3) ou (b) água ( 1.000 kg/m3).
Exemplo 7: Os balões geralmente são preenchidos com gás hélio, porque seu peso representa 
apenas um sétimo do peso do ar em condições idênticas. A força de flutuação, que pode ser 
expressa como Fb = ρar.g.Vbalão, empurrará o balão para cima. Se o balão tiver um diâmetro de 
12 m e carregar duas pessoas com 85 kg cada uma, determine a aceleração do balão quando 
ele for liberado. Considere a densidade do ar 1,16 kg/m3, e despreze o peso das cordas e da 
cesta.
Exemplo 8: 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 panela de pressão é bem 
selada, e o vapor só pode escapar por 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. Dessa maneira, o escape periódico do vapor evita um aumento de 
pressão mais perigoso e mantém a pressão dentro da panela em um valor constante. Determine a 
massa da válvula de uma panela, cuja pressão de operação seja de 100 kPa (manométrica) e na qual 
a abertura de seção transversal seja igual a 4 mm2. Considere uma pressão atmosférica de 101 kPa.
Exemplo 9: Um tubo de vidro é conectado a uma tubulação de água, como mostra a Figura. Se a 
pressão da água na parte inferior do tubo for de 120 kPa e a pressão atmosférica local for de 99 kPa, 
determine até que altura (em m) a água subirá no tubo. Considere a densidade da água 1.000 
kg/m3. 
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