Lista de Fluidos

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FACULDADE SANTA MARIA 
CURSO BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL 
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL 
UNIDADE CURRICULAR: Mecânica dos Fluidos 
DOCENTE: MSc. Ricardo Ricelli Pereira de Almeida 
DATA: 21/02/2020 
E-MAIL: engenheiroambientalfsm@gmail.com 
Aluno (a):__________________________________________Matrícula:__________ 
 
Lista de Exercícios de Mecânica dos Fluidos 
1) 10 Litros de mel pesam 127,53 N. Considerando g = 9,81 m/s2, calcule: 
a) A massa específica do mel; 
b) Sua densidade relativa; 
c) Seu peso específico. 
2) Qual a pressão exercida por uma carga de peso de 100 kgf, sobre uma superfície de 
32 mm de diâmetro? 
3) Durante uma tempestade de 20 minutos, 10 mm de chuva caíram sobre uma região 
cuja área total é de 1 km2. Sendo que a densidade da água é de 1,0 g/cm3, qual a massa 
de água que caiu? 
4) Sabendo-se que 800 gramas de um líquido enchem um cubo de 0,08 m de aresta, 
obter a massa específica desse fluido em g/cm3. 
5) Qual a redução de volume de uma tonelada (1000 kgf) de água, quanto a sua 
temperatura varia de 80 para 10ºC, mantendo-se a pressão constante de 1,0 atm? 
Peso específico da água a 80 ºC = 971,8 kgf/m3 
Peso específico da água a 10 ºC = 999,72 kgf/m3 
6) Um óleo é bombeando através de uma tubulação de 10 mm de diâmetro a um número 
de Reynolds de 2 100. A massa específica do óleo é de 855 kg/m3 e a viscosidade é de 
0,021 Pa.s. 
a) Qual é a velocidade na tubulação? 
b) É desejável se manter o mesmo número de Reynolds de 2 100 e a mesma velocidade 
determinada anteriormente para o escoamento de um outro fluido de massa específica de 
925 kg/m3 e viscosidade de 0,015 Pa.s. Qual deverá ser o novo diâmetro de tubulação 
utilizado? 
7) Determinar o tipo de escoamento para as seguintes situações: 
a) Óleoduto: possui as seguintes características: D=0,15m, V=2,5m/s e =734x10-6 m²/s; 
b) Encanamento para uma central hidroelétrica: D=6,00m, V=4,0m/s e =10-6 m²/s; 
c) Tubulação de uma bomba hidráulica: D=0,10m, V=1,0m/s e =10-6 m²/s; 
d) Linha de aspiração de um sistema de captação: D=0,40m, V=20,0m/s e =16,5x10-6 
m²/s. 
8) Explique com suas palavras: 
a) O que é um fluido e em quais estados da matéria podemos encontrar? 
b) Quais são as diferenças entre um fluido e um sólido? 
c) Explique como acontece a expansão e a compressão nos gases. 
 
d) Comente sobre os fluidos Newtonianos e Não-Newtonianos e cite exemplos de cada 
tipo; 
e) Fale sobre o fenômeno da capilaridade; 
f) Delineie sobre a tensão superficial. 
9) Uma placa que dista 0,5 mm de uma placa fixa, move-se a 0,25 m/s e necessita de uma 
força por unidade área de 2 Pa (N/m²) para manter a velocidade constante. Determinar a 
viscosidade da substância entre as placas em unidades SI. 
10) A figura abaixo mostra o esquema de um escoamento de água entre duas placas planas 
horizontais de grandes dimensões e separadas por uma distância d pequena. A placa 
inferior permanece em repouso, enquanto a placa superior está em movimento com 
velocidade Vx constante, de forma que resulta em uma distribuição linear de velocidade 
de escoamento da água. Sendo a viscosidade da água µ=0,001 Pa.s, determine: 
a) gradiente de velocidade de escoamento; 
b) A tensão de cisalhamento na placa superior. 
 
 
11) São dadas duas placas planas paralelas à distância de 2 mm. A placa superior move-
se com velocidade de 4m/s, enquanto a inferior é fixa. Se o espaço entre as duas placas 
for preenchido com óleo (=0,1 St; ρ=830 kg/m³), qual será a tensão de cisalhamento que 
agirá no óleo? 
12) Um fio metálico de 1,0 mm de diâmetro é tracionado com velocidade constante de 1 
m/s, através de um tubo fixo com diâmetro interno de 1,1 mm e comprimento de 5 cm. O 
fio pode ser considerado centrado no tubo pela presença de óleo lubrificante com 
viscosidade dinâmica µ=0,4 N.m-2.s. Determine a força de tração T necessária no fio. 
 
13) Um viscosímetro é formado por dois cilindros concêntricos, conforme indica a figura. 
Para pequenas folgas, pode-se supor um perfil de velocidades linear no líquido que 
preenche o espaço anular. O cilindro interno tem 75 mm de diâmetro e 150 mm de altura, 
sendo a folga para o cilindro externo de 0,02 mm. Um torque de 0,021 N.m é necessário 
para girar o cilindro interno a 100 rpm. Determine a viscosidade dinâmica do líquido na 
folga do viscosímetro. 
 
14) Um eixo com diâmetro de 18 mm gira a 20 rotações por segundo dentro de um mancal 
de sustentação estacionário de 60 mm de comprimento, conforme indica a figura. Uma 
película de óleo de 0,2 mm preenche a folga anular entre o eixo e o mancal. O torque 
necessário para girar o eixo é de 0,0036 N/m. Estime a viscosidade dinâmica do óleo que 
se encontra na folga. Supor um perfil de velocidades linear no óleo que preenche a folga. 
 
 
 
15) A massa específica do mercúrio é dada como 26,3 slug/ft³. Calcule a densidade 
relativa e o volume específico do mercúrio em m³/kg. Calcule o seu peso específico em 
lbf/ft³ na Terra e na Lua. A aceleração da gravidade da Lua é 5,47 ft/s². Dado: 1 slug = 
14,594 kg; 1ft – 0,3048 m. 
16) Um gás com massa molecular de 44 está à pressão de 0,9 MPa e à temperatura de 
20°C. Determinar sua massa específica. 
17) Considere o ar, ao nível do mar, com pressão p=101,3kPa e temperatura T = 20°C. 
Sendo Rar = 287 N.m/kg.K, determine a massa específica do ar. 
18) Determine a pressão de 2kg de ar que estão confinados num recipiente fechado com 
volume igual a 160 litros, à temperatura de 25°C, considerando Rar = 287 N.m/kg.K. 
18) Um gás a 20°C e 0,2MPa abs. ocupa um volume de 40 l e sua constante de gás vale 
R=210N.m/kg.K. Determinar a massa específica e a massa do gás. 
19) Qual é a massa específica do vapor d´água a 0,3 MPa abs. e 15°C em unidades SI? 
20) Um quilograma de hidrogênio está confinado num volume de 150 L a -40°C. Qual é 
a pressão? 
21) Um tanque esférico de diâmetro 500 cm contém oxigênio comprimido a 7MPa e 25°C. 
Qual é a massa de oxigênio? 
22) Em um volume de 2,5 m³ de certo líquido, a pressão é acrescida de 800 kgf/cm². 
Calcular o decréscimo de volume do líquido, sendo o módulo de elasticidade volumétrica 
de 300 kgf/cm². 
23) Determinar o módulo de elasticidade volumétrica de certo líquido sabendo-se que, à 
pressão de 35 kgf/cm², seu volume era igual a 0,03 m³ e que, à pressão de 225 kgf/cm², o 
volume passou a ser 0,0297 m³. 
24) Uma variação positiva de pressão de 10,5 kgf/cm² aplicada a 283 litros de líquido 
causa uma redução no volume de 0,57 litro. Determine o módulo de elasticidade 
volumétrica desse líquido em MPa e em kgf/cm². 
25) Um peso de 20 N de um pacote de farinha ao nível do mar caracteriza uma força ou 
a massa da farinha? Qual é a massa da farinha em quilogramas? Quais são a massa e o 
peso da farinha num local onde a aceleração da gravidade é um sétimo da aceleração 
normal da Terra? 
26) Um líquido tem viscosidade de 0,005 kg/m.s e massa específica de 850 kg/m³. 
Calcular a viscosidade cinemática em unidades SI. 
27) Se 5 m3de um óleo tem peso específico de 700 kgf/m3e considerando g = 9,81 m/s2, 
determine a massa do óleo em (kg), a massa específica e a densidade relativa do óleo. 
28) Necessitando elevar uma carga de 20 toneladas e sabendo-se que o sistema hidráulico 
é capaz de trabalhar folgadamente a 50 kgf/cm2. Qual o diâmetro deverá ter o cilindro, 
para realizar o trabalho? 
29) Sabendo-se que a densidade relativa de um determinado óleo é igual a 0,8, determine 
seu peso específico em N/m3. 
30) Considere uma caixa contendo uma substância líquida com densidade relativa de 0,8 
e inserida nela um tubo de vidro de 8 mm de diâmetro. O líquido se eleva no tubo com 
uma tensão superficial de 0,737x10-2kgf/m e um ângulo de 10º. Considerando g = 9,81 
m/s2, determine a altura de elevação do líquido no tubo. 
h = 
2𝑐𝑜𝑠
𝛾𝑟