Lista de Exercícios Fenômenos de Transporte

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1ª Lista de Exercícios - Fenômenos de Transporte 1 
 
1. No gráfico abaixo, indicar se o comportamento reológico dos fluidos indicados em cada seta é de um 
fluido newtoniano, dilatante, pseudoplástico ou plástico de Bingham. 
 
 
 
2. São dadas duas placas planas paralelas à distância de 2 mm. A placa superior move-se com velocidade de 
4 m/s, enquanto a inferior é fixa. Se o espaço entre as duas placas for preenchido por óleo (ν = 0,1 St; ρ = 
830 kg/m
3
), Qual será a tensão de cisalhamento que agirá no óleo? (BRUNETTI, 2008) 
R: 16,6 N/m
2
 (gc = 1 kg.m/N.s²; 1st = 0,0001m²/s) 
 
3. O pistão da figura tem uma massa de 0,5 kg. O cilindro de comprimento ilimitado é puxado para cima 
com velocidade constante. O diâmetro do cilindro é 10 cm e o do pistão é 9 cm e entre os dois existe um 
óleo de ν = 10-4 m2/s e γ = 8000 N/m3. Com que velocidade deve subir o cilindro para que o pistão 
permaneça em repouso? Considere um perfil linear de velocidade e g = 10 m/s
2
. (BRUNETTI, 2008). 
R: v=22,1 m/s 
 
4. A placa da figura tem uma área de 4 m
2
 e espessura desprezível. Entre a placa e o solo existe um fluido 
que escoa, formando um diagrama de velocidades dado por v = 20yvmax (1-5y), em que v é dada em m/s e y 
em metros. A viscosidade dinâmica do fluido é 10
-2
 N.s/m
2
 e a velocidade máxima do escoamento é 4 m/s. 
Determine: 
a) o gradiente de velocidades junto ao solo; 
b) a força necessária para manter a placa em equilíbrio. (BRUNETTI, 2008). 
R: -80 s
-1
; 3,2 N 
 
 
5. Uma placa quadrada de 1,0m de lado e 20N de peso desliza sobre um plano inclinado de 30°, sobre uma 
película de óleo. A velocidade da placa é 2 m/s constante. Qual é a viscosidade dinâmica do óleo, se a 
espessura da película é 2 mm? (BRUNETTI, 2008). 
R: 10
-2
 N.s/m² 
 
 
 
6. Considerando a figura a seguir, determinar as pressões relativas e absolutas: 
a) do ar; 
b) do ponto M. 
Dados: leitura barométrica = 740 mmHg; γóleo=8500 N/m
3; γHg= 136000 N/m
3
; 1 Pa = 1 N/m². 
R= a) 34 kPa; 135 kPa / b) 36,55 kPa; 137 kPa (BRUNETTI, 2008). 
 
 
 
7. A leitura de um medidor de vácuo conectado a uma câmara é de 24 kPa em um local onde a pressão 
atmosférica é de 92 kPa. Determine a pressão absoluta na câmara. R: 68 kPa (ÇENGEL e CIMBALA, 2006) 
 
8. Determine a pressão atmosférica em um local onde a leitura barométrica é de 750 mmHg. Tome a 
densidade do mercúrio como 13600 kg/m
3
. (1 Pa = 1kg/m.s²) R: 100 kPa (ÇENGEL e CIMBALA, 2006). 
 
9. A leitura da pressão manométrica de um líquido a uma profundidade de 3 m é 28 kPa. Determine a 
pressão manométrica do mesmo líquido a uma profundidade de 12 m.R: 112 kPa (ÇENGEL e CIMBALA, 
2006). 
 
10. No manômetro da figura abaixo, o fluido A é água e o fluido B, mercúrio. Qual é a pressão manométrica 
p1? Dados: Hg = 136.000 N/m³; água = 10.000 N/m³. (BRUNETTI, 2008). 
R: 13,35 kPa 
 
 
 
11. No manômetro diferencial da figura abaixo, o fluido A é água, B óleo e o fluido manométrico é 
mercúrio. Sendo h1 = 25 cm, h2 = 100 cm, h3 = 80 cm e h4 = 10 cm, qual é a diferença de pressão pA – pB? 
Dados: Hg = 136.000 N/m³; água = 10.000 N/m³; óleo = 8.000 N/m³. (BRUNETTI, 2008). 
R: pA – pB = – 132,1 kPa 
 
 
 
12. No manômetro da figura abaixo, sabe-se que, quando a força F é 55,6 kN, a leitura na régua é 100 cm. 
Determine o valor do peso específico do fluido 3. (BRUNETTI, 2008). 
R: 73.200 N/m³ 
 
 
 
13. Um gás ( = 5 N/m³) escoa em regime permanente com vazão de 5 kg/s pela seção A de um conduto 
retangular de seção constante de 0,5m por 1m. Em uma seção B, o peso específico do gás é 10 N/m³. Qual 
será a velocidade média do escoamento nas seções A e B? (g = 10 m/s²). (BRUNETTI, 2008). 
R: vA = 20 m/s; vB = 10 m/s. 
 
14. No tubo da figura abaixo, determinar a vazão em volume, em massa, em peso e a velocidade media na 
seção (2), sabendo que o fluido é água e que A1 = 10 cm² e A2 = 5 cm². (água = 1.000 kg/m³, g = 10 m/s²). 
R: Q = 1 L/s; Qm = 1 kg/s; QG = 10 N/s; v2 = 2 m/s. (BRUNETTI, 2008). 
 
 
 
15. Os reservatórios da figura abaixo são cúbicos. Os reservatórios 1 e 2 são enchidos pelos tubos, 
respectivamente, em 100s e 500s. Determinar a velocidade da água na seção (A), sabendo que o diâmetro do 
conduto nessa seção é 1m. (BRUNETTI, 2008). 
R: 4,14m/s. 
 
 
 
16. Líquido é drenado de um tanque cilíndrico, de diâmetro D = 50 mm, através de uma abertura, com d = 5 
mm, no fundo do tanque. A velocidade do líquido saindo do tanque é dada, aproximadamente, por V = 
 2𝑔ℎ, onde h é a distância vertical do fundo do tanque até a superfície livre. Se o tanque estava inicialmente 
com água até h0 = 0,4m, determine a profundidade em t = 12 segundos após o início da drenagem. 
R: h = 0,13 m. (FOX et al., 2006). 
 
17. Um acumulador hidráulico é projetado para reduzir as pulsações de pressão do sistema hidráulico de uma 
máquina operatriz. Para o instante mostrado, determine a taxa à qual o acumulador ganha ou perde óleo 
hidráulico. Dados: GE = 0,88; água = 1,94 slug/ft³. (1 slug = 14,59 kg; 1 ft³ = 7,48 galões; 1 ft = 12 in; gpm 
= galões por minuto). (FOX et al., 2006). 
R: perde; dm/dt = – 0,6 kg/s. 
 
 
 
18. Água é drenada de um tanque cilíndrico, de 0,3 m de diâmetro, através de um orifício no fundo do 
tanque. No instante em que a profundidade da água é 0,6 m, a vazão em massa observada no dreno é 4 kg/s. 
Determine a taxa de variação do nível da água nesse instante. (FOX et al., 2006). 
R: dh/dt = – 0,0566 m/s. 
 
 
LISTA DE REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
BRUNETTI, F. Mecânica dos Fluidos. 2. ed. rev. São Paulo, SP: Prentice-Hall, 2008. 
 
ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications. New York: 
McGraw-Hill. 2006. 
 
FOX, Robert W.; MCDONALD, Alan T. PRITCHARD, Philip J. Introdução à mecânica dos fluídos. 6. 
ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2006.