Mec_flui_lista_de_exercicios

Prévia do material em texto

Lista 1. Nivelamento em Mec. Flui.
Prof. Fausto Catto IFMS Três Lagoas
Consultar tabelas Van Wilen ou Perry ou outra a
sua escolha.
Perry's Chemical Engineers' Handbook 7ed.
VAN Wilen; GORDON. J.; SONTAG, R.; 
BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. São Paulo: Edgard 
Blucher, 2006. (figuras, exercícios).
Questões conceituais
1.5 A massa específica das fibras, dos isolamentos 
térmicos, das espumas isolantes e do algodão é 
pequena. Por que isso ocorre?
1.6 A massa específica é a única medida de
como a massa é distribuída em um volume?
O valor da massa específica pode variar de
um ponto para outro?
1.7 A água pode ser encontrada na natureza
em três fases diferentes: sólida, líquida
e vapor. Indique a ordem de grandeza da
massa específica e do volume específico da
água nas três fases.
1.8 Qual é a massa aproximada de 1 L de gasolina?
E a do hélio em um balão a T0 e P0?
1.9 Você consegue levantar 1 m3 de água
líquida?
1.10 Um refrigerador doméstico tem quatro pés 
ajustáveis. Qual é a característica desses
pés que pode garantir que eles não marcarão
o piso?
1.11 A pressão no fundo de uma piscina é bem
distribuída. Suponha que uma placa de ferro
fundido esteja apoiada no solo. A pressão
abaixo dele é bem distribuída?
 
Problemas numéricos 
Tópico 1 Propriedades e Unidades
1.1 Um kgf é o peso de um kg no campo 
gravitacional padrão. Qual é o peso de 1 kg em N?
1.2 (1.28) A variação da aceleração da gravidade, 
g,com a altura, z, pode ser aproximada por
g = 9,807 3,32 × 10− 6 − z, em que a altura
está em metros e a aceleração em m/s2. Determine
a variação percentual do valor da
aceleração da gravidade que ocorre entre a
altura nula e a altura de 11 000 m.
Tópico 2. Massa e Volume Específico
2.1 Um reservatório estanque e com volume de 1 m3
contém uma mistura obtida com
400 kg de granito, 200 kg de areia seca e
0,2 m3 de água líquida a 25 °C. Utilizando
as propriedades apresentadas nas Tabelas
A.3 e A.4, determine o volume específico
médio e a massa específica média da mistura
contida no reservatório. Desconsidere a
presença do ar no reservatório. (1.37) 
2.2 O nível de água contida em uma caixa d’água 
aberta à atmosfera se encontra 10m acima do 
nível de uma torneira, determine a pressão de 
saída da água na torneira.
2.3 Na prensa hidráulica mostrada na figura, os 
diâmetros dos tubos 1 e 2 são, respectivamente, 
4cm e 20cm. Sendo o peso do carro igual a
10000N, determine: a) a força que deve ser 
aplicada no tubo 1 para equilibrar o carro.
b) o deslocamento do nível de óleo no tubo 1, 
quando o carro sobe 20cm.
2.4 Uma substância líquida desconhecida tem 
uma massa de 18,5 g e ocupa um volume de 23,4
ml (mililitro). A densidade da substância pode ser
Lista 1. Nivelamento em Mec. Flui. Prof. Fausto Catto IFMS Três Lagoas
calculada como?
2.5 A densidade de titânio é de 4507 kg / m3. A 
massa de 0,17 m3 de volume de titânio pode ser 
calculado como?
2.6 A densidade da água é de 1000 kg / m3 a 4 
oC (39 oF). O peso específico em unidades SI é?
2.7 A densidade da água é 1.940 slugs / ft 3 a 39 
de (4 oC). O peso específico em unidades 
imperiais é?
2.8 Uma bola de golfe tem um diâmetro de 42 
mm e uma massa de 45 g. O volume da bola de 
golfe pode ser calculado como?
1 slug = 32.174 lbm = 14.594 kg 
1 kg = 2.2046 lbm = 6.8521x10-2 slugs
density of water: 1000 kg/m3, 1.938 slugs/ft3
Specific Gravity for some common 
Materials
Substance
Specific
Gravity
Acetylene 0.0017
Air, 0.0013
Alcohol 0.82
Aluminum 2.72
Brass 8.48
Cadmium 8.57
Chromium 7.03
Copper 8.79
Carbon dioxide 0.00126
Ferro fundido 7.20
Hydrogen 0.00009
Lead 11.35
Mercury 13.59
Nickel 8.73
Nitrogen 0.00125
Nylon 1.12
Oxygen 0.00143
Paraffin 0.80
Petrol 0.72
PVC 1.36
Rubber 0.96
Steel 7.82
Tin 7.28
Zinc 7.12
Water 1.00
Sea Water, 1.02
Lista 1. Nivelamento em Mec. Flui. Prof. Fausto Catto IFMS Três Lagoas
Tópico 5 Pressão Manométrica
5.1 ( A área da seção transversal da válvula do
cilindro mostrado na Figura P1.44 é igual a
11 cm2. Determine a força necessária para
abrir a válvula, sabendo que a pressão no
cilindro é 735 kPa e que a pressão externa
é 99 kPa. (1.44)
5.2 O diâmetro do pistão de um macaco hidráulico
 é igual a 200 mm. Determine a pressão no cilindro
para que o pistão levante uma massa de 740 kg.
5.4 A diferença entre as pressões no corredor
e na sala de um laboratório, provocada pela
ação de um grande ventilador, foi medida
com um manômetro de coluna d’água.
Sabendo que a altura da coluna de líquido
medida foi igual a 0,1 m, determine o módulo
da força líquida que atua na porta que
separa o laboratório do corredor. Admita
que a altura e a largura da porta são, 
respectivamente, iguais a 1,9 m e 1,1 m. 1.51
5.5 Um tornado arrancou o teto horizontal de
um galpão. A área e o peso do teto são, 
respectivamente, iguais a 100 m2 e 1000 kg.
Qual é a pressão mínima necessária (vácuo)
para que isso ocorra? Admita que o teto estivesse 
simplesmente apoiado.(1.52)
5.5 Na figura abaixo, o tubo A contém óleo ( r = γ
0,80) e o tubo B, água.
Calcular as pressões em A e em B.
5.6 A figura abaixo apresenta esquematicamente um 
manômetro diferencial. Pede-se a diferença de 
pressões entre os pontos A e B em Pascal, 
conhecendo-se os seguintes dados de peso específico
relativo e alturas:
# Peso específico relativo: r l = r 5 = 1; r 2 = γ γ γ
13,6; r 3 = 0,8; r 4 = 1,2.γ γ
# Alturas: z1 = 1,0 m; z2 = 2,0 m; z3 = 2,5 m; z4 = 
5,0 m; z5 = 6,0 m.
5.7 Um tubo em “U”, cujas extremidades se abrem 
na atmosfera, está cheio de mercúrio na base. Num 
ramo, uma coluna d’água eleva-se 750mm acima do 
mercúrio, no outro, uma coluna de óleo (peso
específico relativo = 0,80) tem 450mm acima do 
mercúrio. Qual a diferença de altura entre as 
superfícies livres de água e óleo?
Lista 1. Nivelamento em Mec. Flui. Prof. Fausto Catto IFMS Três Lagoas