Lista de Exercício 02 - Fenômenos de Transporte

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Área 1 
Fenômenos de Transportes 
2ª Lista de Exercícios 
 
01) Qual é a altura da coluna de mercúrio (γ = 136000 N/m³) que irá produzir na base 
a mesma pressão de uma coluna de água de 5 m de altura? (γH2O = 10000 N/m³) 
Resp. hHg = 368 mm 
 
02) Determinar a pressão de 3,5 atm nas outras unidades de pressão na escala efetiva 
e, sendo a pressão atmosférica local 740 mmHg, determinar a pressão absoluta em 
todas as unidades de pressão. 
Resp. Pef = 3,5 atm = 0,35 MPa = 3,61 kgf/cm² = 36100 kgf/m² = 36,1 mca = 2660 mmHg 
Pabs = 4,47 atm = 0,47 MPa = 4,62 kgf/cm² = 46200 kgf/m² = 46,2 mca = 3397 mmHg 
 
03) A figura mostra um tubo em U contendo dois líquidos em equilíbrio. Um deles é 
água, que se encontra no lado esquerdo e cuja massa específica é conhecida, e o 
outro é um óleo com massa específica não conhecida. De acordo com a figura, l = 
127mm e d = 1mm. Calcule a massa específica do óleo. (R. 894,37kg/m3) 
 
04) Numa oficina mecânica existe um elevador de carros que utiliza ar comprimido, o 
qual exerce uma força num pistão de seção circular de raio 4cm. A pressão se 
transmite para outro pistão maior, também de seção circular, mas de raio 20cm. 
De posse destas informações, calcule: 
a) A força com que o ar comprimido consegue erguer um carro de 16000N ; (R. 640N) 
b) A respectiva pressão exercida no interior do elevador hidráulico. (R. 1,27.105Pa) 
05) Um pequeno bloco de alumínio foi erguido por um fio fino e mergulhado 
completamente num reservatório com água. Através de uma balança, a massa medida 
para o bloco de alumínio foi de 800 g. Determine o valor da tensão no fio de 
sustentação do bloco de alumínio antes e após o mesmo ser mergulhado. Dados: g = 
9,8m/s2 e al = 2,7.10
3kg/m3. (R. 7,84N; 4,94N) 
06) Imagine um cilindro de alumínio com 9 cm de altura e com uma área de base igual 
a 18cm2, totalmente submerso em álcool etílico. Calcule o empuxo sofrido por 
este cilindro em virtude do fluido existente. Dados: g = 9,8m/s2 e  = 0,81.103kg/m3. 
(R. 1,29N) 
07) Na tubulação convergente da figura, calcule a vazão em volume e a velocidade na 
seção 2 sabendo que o fluido é incompressível. (R. 5litros/s, 10m/s) 
 
08) Ar escoa em um tubo convergente. A área da maior seção do tubo é 20 cm2 e a da 
menor seção é 10 cm2. A massa específica do ar na seção (1) é 0,12utm/m3 enquanto 
que na seção (2) é 0,09utm/m3. Sendo a velocidade na seção (1) 10 m/s, determinar a 
velocidade na seção (2) e a vazão em massa. (R. 26,7m/s, 2,4.10-3utm/s) 
09) A figura mostra um tanque de gasolina com infiltração de água. Se a densidade da 
gasolina é 0,68 determine a pressão no fundo do tanque. (R. 4,4mca) 
 
 
10) Um tanque fechado contém ar comprimido e um óleo que apresenta densidade 
0,9. O fluido no manômetro em “U” conectado ao tanque é mercúrio (densidade 13,6). 
Se h1 = 914mm, h2 = 152mm, h3 = 229mm e g = 9,8m/s
2, determine a leitura do 
manômetro localizado no topo do tanque. (R. 21,119kPa) 
 
 
 
 
 
11) O tanque da figura tem grandes dimensões e descarrega água pelo tubo indicado. 
Considerando o fluido ideal, determinar a vazão em volume de água descarregada, se 
a seção do tubo é 10cm2. (R. 12,5l/s) 
 
 
12) A figura mostra uma tubulação disposta horizontalmente, por dentro da qual escoa 
um fluido ideal de densidade 6,0 .102 kg/m3. As áreas das seções retas A1 e A2 são, 
respectivamente, 5,0.10-4 m2 e 2,5. 10-4 m2. Sabendo que no ponto 1 a velocidade é 
2m/s e a pressão é 5,40.104 Pa, calcular a velocidade e a pressão no ponto 
2. (R.4m/s e 5,04.104Pa) 
 
 
 
 
 
13) Qual é a altura de coluna de mercúrio (Hg = 136.000N/m
3) que irá produzir na 
base a mesma pressão de uma coluna de água de 5m de altura? (R. 367,6mm) 
 
 
14) No manômetro da figura, o fluido A é água e o fluido B, mercúrio. Qual é a pressão 
p1? Dados: Hg = 136.000N/m
3 e H2O = 10.000N/m
3. (R. 13,35kPa) 
 
 
 
 
15) No manômetro diferencial da figura, o fluido A é água, B é óleo e o fluido 
manométrico é mercúrio. Sendo h1 = 25cm, h2 = 100cm, h3 = 80cm e h4 = 10cm, qual 
é a diferença de pressão pA – pB? Dados: Hg = 136.000N/m
3, H2O = 10.000N/m
3 e óleo 
= 8.000N/m. (R. -132,1kPa) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16) Dois tanques de combustível pressurizados estão interconectados por uma 
tubulação conforme mostra a figura abaixo. Dado que o manômetro metálico M1 indica 
uma pressão de 40kPa e que o peso específico do combustível é 7.000N/m3, 
determine: a) a pressão indicada pelo manômetro M2; b) a pressão indicada pelo 
manômetro M3. (R. 68kPa; 110kPa) 
 
 
 
17) Determinar as pressões efetivas e absolutas: 
1) Do Ar 
2) Do ponto M, na configuração a seguir 
Dados: leitura barométrica 740 mmHg; γóleo = 8500 N/m³; γHg = 136000 N/m³ 
 
Resp. 1) Par = 34 kPa; Par abs = 134 kPa (abs) 
 2) PM = 36,55 kPa; PM abs = 136,55 kPa (abs) 
 
 
 
18) Determinar A, po e po (abs), na configuração do desenho, sendo dados: hB = 
0,1m; hA = 0,2m; B = 1.000kg/m
3; patm = 100kPa e g = 10m/s
2. (R. 500kg/m3; - 
103Pa; 99kPa(abs)) 
 
 
 
 
 
 
19) O bujão cilíndrico da figura tem 0,6m de diâmetro e 0,6m de altura. Com água de 
um lado e óleo do outro, determinar o peso específico do material do bujão para 
mantê-lo em equilíbrio. Desprezar o atrito nas guias. (R. 4,4.104N/m3) 
 
 
 
 
20) O sistema da figura está em equilíbrio e a massa m sobre o pistão é de 10kg. 
Sabendo que a altura h é 100cm, determinar a pressão do gás 2. Considere H2O = 
9800N/m3 e despreze o peso do pistão. (R. 12,25kPa) 
 
 
 
 
21) No manômetro da figura, sabe-se que, quando a força F é 55,6 kN, a leitura na 
régua é 100 cm. Determinar o valor da nova leitura, caso a força F dobre de valor. 
 
 
Resp. 127,8 cm 
 
 
 
 
 
 
 
22) A figura mostra um tanque fechado que contém água, cujo peso específico é igual 
a 9800N/m3. O manômetro indica que a pressão do ar é 48,3kPa. Determine: a) a 
altura h da coluna aberta; b) a pressão no fundo do tanque; c) a pressão absoluta do 
ar no topo do tanque se a pressão atmosférica for 101,13kPa. (R. 5,53m; 60kPa; 
149,4kPa) 
 
 
 
 
23) Os dois tanques cúbicos com água são esvaziados ao mesmo tempo, pela 
tubulação indicada na figura, em 500s. Determinar a velocidade da água na seção A, 
supondo desprezível a variação de vazão com a altura. (R. 32m/s) 
 
24) No piezômetro inclinado da figura, temos 1 = 800kgf/m
3 e 2 = 1700kgf/m
3, L1 = 
20cm e L2 = 15cm,  = 30
0. Qual é a pressão em P1? (R. 207,5kgf/m
2) 
 
25) Estime a pressão na tubulação de água mostrada na figura abaixo. O manômetro 
está aberto para a atmosfera. 
 
a) 10 kPa 
 
b) 9 kPa 
 
c) 8 kPa 
 
d) 7 kPa 
 
e) 6 kPa 
 
 
 
 
 
 
 
 
26) Qual a pressão da tubulação de água mostrada na figura abaixo? 
 
 
Resp.: 15,62 kPa 
27) Qual a pressão na tubulação de óleo mostrada na figura abaixo, se a pressão na 
tubulação de água é de 15 kPa? 
 
 
Resp. 14 kPa 
 
28) Para o tanque mostrado na figura abaixo, se H=16 cm, que pressão é lida no 
medidor de pressão manométrica? 
 
Resp. 17,89 kPa