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11. Qual a altura de uma coluna de álcool e a pressão equivalente em PSI, que irá produzir na base de um recipiente a mesma pressão de uma coluna de Hg de 5,5m? O peso específico do álcool e mercúrio vale respectivamente 0,88 gf/cm3 e 13.6 gf/cm3.

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Desafios Para o Conhecimento

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para resolver essa questão, você pode usar a fórmula da pressão hidrostática, que é dada por: \[ P = h \cdot \rho \cdot g \] onde: - \( P \) é a pressão, - \( h \) é a altura da coluna, - \( \rho \) é a densidade do líquido, - \( g \) é a aceleração da gravidade. Primeiro, vamos calcular a pressão gerada pela coluna de mercúrio (Hg) de 5,5 m: 1. Densidade do mercúrio: \( \rho_{Hg} = 13,6 \, \text{gf/cm}^3 = 13600 \, \text{kg/m}^3 \) 2. Altura da coluna de Hg: \( h_{Hg} = 5,5 \, \text{m} \) 3. Pressão gerada pela coluna de Hg: \[ P_{Hg} = h_{Hg} \cdot \rho_{Hg} \cdot g \] Considerando \( g \approx 9,81 \, \text{m/s}^2 \): \[ P_{Hg} = 5,5 \cdot 13600 \cdot 9,81 \] Agora, para encontrar a altura da coluna de álcool (Al) que gera a mesma pressão: 1. Densidade do álcool: \( \rho_{Al} = 0,88 \, \text{gf/cm}^3 = 880 \, \text{kg/m}^3 \) 2. Igualando as pressões: \[ P_{Al} = P_{Hg} \] \[ h_{Al} \cdot \rho_{Al} \cdot g = h_{Hg} \cdot \rho_{Hg} \cdot g \] Cancelando \( g \): \[ h_{Al} \cdot \rho_{Al} = h_{Hg} \cdot \rho_{Hg} \] Substituindo os valores: \[ h_{Al} \cdot 880 = 5,5 \cdot 13600 \] Resolvendo para \( h_{Al} \): \[ h_{Al} = \frac{5,5 \cdot 13600}{880} \] Calculando: \[ h_{Al} \approx 104.5 \, \text{m} \] Agora, para converter a pressão para PSI: 1. Pressão em Pascal: \[ P_{Hg} = 5,5 \cdot 13600 \cdot 9,81 \approx 735.000 \, \text{Pa} \] 2. Convertendo para PSI (1 PSI = 6894,76 Pa): \[ P_{Hg} \text{ em PSI} = \frac{735000}{6894.76} \approx 106.6 \, \text{PSI} \] Portanto, a altura da coluna de álcool é aproximadamente 104,5 m e a pressão equivalente é cerca de 106,6 PSI.

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