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UNIVERVISIDADE FEDERAL DO CEARÁ Campus de Sobral Curso de Engenharia Elétrica EEL0020 – ELEMENTOS DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE Lista de Exercícios 1 1. A equação usualmente utilizada para determinar a vazão em volume, Q, do escoamento de líquido através de um orifício localizado na lateral de um tanque é 𝑸 = 𝟎, 𝟔𝟏𝑨√𝟐𝒈𝒉 onde A é a área do orifício, g é a aceleração da gravidade e h é a altura da superfície livre do líquido em relação ao orifício. Investigue a homogeneidade dimensional desta equação. 2. Determine as dimensões, tanto no sistema FLT quanto no MLT, para: a) o produto da massa pela velocidade b) o produto da força pelo volume 3. A força exercida por uma partícula esférica (com diâmetro D) que se movimenta lentamente em um líquido, F, é dada por 𝐹 = 3𝜋𝜇𝐷𝑉 onde 𝜇 é a viscosidade dinâmica do fluido (dimensões FL-2T) e V é a velocidade da partícula. a) Qual é a dimensão da constante 3𝜋? b) Esta equação apresenta homogeneidade dimensional? 4. Expresse as seguintes quantidades no Sistema Internacional (SI): a) 10,2 in/min b) 4,81 slugs c) 3,02 lbm d) 73,1 ft/s2 e) 0,0234 lbf.s/ft2 f) 60,3 °F 5. Expresse as seguintes quantidades no Sistema Britânico Gravitacional: a) 14,20 km b) 8,14 N/m3 c) 1,61 kg/m3 d) 0,032 N.m/s e) 5,67 mm/h 6. Um tanque de ar comprimido apresenta volume igual a 2,38 x 10-2 m3. Determine a massa específica e o peso do ar contido no tanque quando a pressão relativa do ar no tanque for igual a 340 kPa. Admita que a temperatura do ar no tanque é igual a 21 °C e que a pressão atmosférica vale 101,3 kPa (abs). 7. Um reservatório graduado contém 500 mL de um líquido que pesa 8 N. Determine o peso específico, a massa específica e a densidade deste líquido. 8. A massa específica de oxigênio contida em um tanque é 2,0 kg/m3 quando a temperatura do gás é igual a 25 °C. Sabendo que a pressão atmosférica local é igual a 97 kPa, determine a pressão relativa no gás. 9. Nitrogênio é comprimido a uma massa específica de 5 kg/m3 sob uma pressão absoluta de 425 kPa. Determine a temperatura em graus Celsius. 10. Uma câmera de pneu, com volume interno igual a 3 ft3, contém ar a 26 psi (relativa) e 21 °C. Determine a massa específica e o peso do ar contido na câmera. 11. A viscosidade de um fluido é 5 x 10-4 Poise. Determine a sua viscosidade dinâmica no SI e no Sistema Britânico Gravitacional. 12. A viscosidade cinemática do oxigênio a 20 °C e 150 kPa (abs) é 10,4 cSt. Determine a viscosidade dinâmica do oxigênio nessa temperatura e pressão. INFORMAÇÕES ADICIONAIS R = 8,314 J/K mol (constante universal dos gases) MM Ar = 29 g/mol (massa molar do ar atmosférico) MM O2 = 32 g/mol (massa molar do oxigênio) MM N2 = 28 g/mol (massa molar do nitrogênio) Pressão absoluta = Pressão atmosférica + Pressão relativa OBS.1: os manômetros (medidores de pressão) só medem a pressão relativa. Logo, a pressão relativa também é conhecida como pressão manométrica. OBS.2: nas equações de estado (por ex. Equação dos Gases Perfeitos), a pressão utilizada é a pressão absoluta. Fique atento: - A unidade de pressão psi = lb/in2 psia = pressão absoluta psig = pressão relativa Logo: psia = psig + patm Pressão atmosférica em psi = 14,7
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