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9 -Um reservatório fechado, contendo três fluidos diferentes, é representado a seguir. Um tubo em U, contendo mercúrio, é instalado para a leitura ...

9 -Um reservatório fechado, contendo três fluidos diferentes, é representado a seguir. Um tubo em U, contendo mercúrio, é instalado para a leitura de pressão. Sabendo que a pressão de ar no reservatório é de 30 kPa, determine a altura (h4 em m) da coluna de mercúrio no tubo em U. Dados: h1 = 0,6 m; h2 = 3,8 m e h3 = 1,8 m ρóleo: 830 kg/m³ ρágua: 1000 kg/m³ ρmercúrio: 13600 kg/m³ g = 10 m/s²

A) 0,54 m
B) 0,84 m
C) 1,35 m
D) 0,64 m
E) 0,84 cm

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ESTÁTICA DOS FLUIDOS 1 1
7 pág.

Estática dos Fluídos Universidade PaulistaUniversidade Paulista

Respostas

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Para determinar a altura da coluna de mercúrio no tubo em U, podemos usar a equação de pressão hidrostática. A diferença de pressão entre os lados do tubo em U é igual ao peso da coluna de fluido entre os dois lados. A pressão no ponto 1 (superfície do mercúrio) é a pressão atmosférica mais a pressão devido à coluna de mercúrio: P1 = Patm + ρmercúrio * g * h1 A pressão no ponto 4 (superfície do mercúrio no outro lado do tubo) é a pressão atmosférica mais a pressão devido à coluna de óleo, água e mercúrio: P4 = Patm + ρóleo * g * h2 + ρágua * g * h3 + ρmercúrio * g * h4 Como a pressão é a mesma em ambos os lados do tubo em U, podemos igualar as duas expressões acima e resolver para h4. Patm + ρmercúrio * g * h1 = Patm + ρóleo * g * h2 + ρágua * g * h3 + ρmercúrio * g * h4 Substituindo os valores fornecidos: 30 kPa + 13600 kg/m³ * 10 m/s² * 0,6 m = 830 kg/m³ * 10 m/s² * 3,8 m + 1000 kg/m³ * 10 m/s² * 1,8 m + 13600 kg/m³ * 10 m/s² * h4 Calculando, obtemos: 30 + 8160 = 31540 + 18000 + 13600 * 10 * h4 8190 = 49540 + 136000 * h4 136000 * h4 = -41350 h4 = -0,304 kg/m³ Portanto, a altura da coluna de mercúrio no tubo em U é de 0,304 m. A alternativa correta é: E) 0,84 cm

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