Exercicios - MecFlu - 01

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Jaraguá do Sul 
 
Disciplina: Mecânica dos Fluidos 
Lista 1 
 
1- A água flui a uma velocidade uniforme de 3 m/s 
para dentro de um bocal que tem seu diâmetro 
reduzido de 10 cm para 2 cm. Aplicando o 
principio de conservação da massa (Eq. Da 
Continuidade) calcule a velocidade da água que 
sai pelo bocal e a vazão. 
 
2- A figura abaixo mostra que o jato de água que sai 
de uma torneira fica progressivamente mais fino 
durante a queda. Essa variação da seção reta 
horizontal é característica de todos os jatos de 
água laminares em queda livre porque a força 
gravitacional aumenta a velocidade da água. As 
áreas das seções retas indicadas são: 
2
0 1,2A cm e 
20,35A cm . Os dois níveis 
estão separados por uma distância vertical 
45h mm . Qual é a vazão da torneira? 
 
 
3- Suponha que 1,00 kg de água a 100 ºC seja 
convertido em vapor a 100 ºC à pressão 
atmosférica padrão (1,00 atm = 1,01 x10
5
 Pa) no 
arranjo da figura abaixo. O volume da água varia 
de um valor inicial de 1,00 x 10
-3
 m
3
 como líquido 
para 1,671 m
3 
como vapor. 
a. Qual é o trabalho realizado pelo sistema 
durante o processo? 
b. Qual é a energia transferida na forma de calor 
durante o processo? 
Dica: Use Q = mL para obter a quantidade de 
calor envolvida no sistema. 
 
4- Um mol de gás ideal monoatômico, inicialmente 
ocupando um volume de 10L e à temperatura de 
300 K, é aquecido a volume constante até a 
temperatura de 600 K, expande isotermicamente 
até atingir a pressão inicial e finalmente é 
comprimido isobaricamente (à pressão constante), 
retornando ao volume, pressão e temperatura 
originais, (a) Calcule o calor absorvido pelo 
sistema durante um ciclo; (b) Qual o trabalho 
realizado pelo gás durante um ciclo? 
 
5- A água flui para dentro e fora de um aparelho, 
como mostrado na figura abaixo. Calcule a taxa 
de variação da massa de água no aparelho. 
 
 
6- Um fluido ideal satisfaz 4 requisitos no que diz 
respeito ao escoamento. Quais são estes 4 
requisitos? Defina-os. 
 
7- Leite integral a 293 K, massa específica de 1030 
kg/m
3
 e viscosidade de 
3 21,6314 10 /N s m  
está escoando a uma vazão de 0,27 m
3
/s em uma 
tubulação de 0,5 m de diâmetro. a) Calcule o 
número de Reynolds. O escoamento é laminar ou 
turbulento? b) Calcule a vazão em m
3
/s para um 
número de Reynolds de 2100 e a velocidade em 
m/s. 
 
8- Calcular o número de Reynolds e identificar se o 
escoamento é laminar ou turbulento sabendo-se 
que em uma tubulação com diâmetro de 4 cm 
escoa água com uma velocidade de 0,05 m/s. 
Considere  = 1,0030 x 10-3 N.s/m2. 
 
9- Uma torneira enche de água um tanque, cuja 
capacidade é de 6000 L, em 1 h e 40 min. 
Determine a vazão em volume e em massa em 
unidades do S.I. se ρ = 1 000 kg/m
3
 e g = 10 
m/s
2
. 
 
10- Uma torneira enche de água um tanque, cuja 
capacidade é de 6000 L, em 1 h e 40 min. 
Determine a vazão em volume e em massa em 
unidades do S.I. se ρ = 1000 kg/m
3
 e g = 10 m/s
2
. 
 
 
 
Gabarito: 
 
1- 75 m/s ; 0,0236 m3/s 
2- 34 cm3/s 
3- a- 169 kJ; b- 2,09 MJ 
4- a- 7200 J; b- 960 J; 
5- 1,975 slug/s 
6- teórica 
7- a- 11152, turbulento; b- 1,3 x 10-3 m3/s; c- 
6,60 x 10-3 m/s 
8- 1990, é laminar 
9- 1 x 10-3 m3/s; 1 kg/s 
10- 360 cm/s