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Ar escoa com baixa velocidade por um bocal horizontal que descarrega na atmosfera. A área do bocal à entrada mede 0,1 m² e, a saída, 0,02 m². O escoamento é, essencialmente, de fluido incompressível e de atrito desprezível. Determinar a pressão manométrica, em (Pa), necessária à entrada do bocal para produzir a velocidade de saída de 50 m/s. Considere ρ = 1,23 kg/m³.

14,76 Pa;
1476 Pa;
147,6 Pa;
1,476 Pa.
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Testando o Conhecimento

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver essa questão, podemos usar a equação da continuidade e a equação de Bernoulli. 1. Equação da continuidade: A vazão deve ser constante, então: \[ A_1 \cdot v_1 = A_2 \cdot v_2 \] Onde: - \(A_1 = 0,1 \, m²\) (área de entrada) - \(A_2 = 0,02 \, m²\) (área de saída) - \(v_2 = 50 \, m/s\) (velocidade de saída) Calculando \(v_1\): \[ 0,1 \cdot v_1 = 0,02 \cdot 50 \] \[ v_1 = \frac{0,02 \cdot 50}{0,1} = 10 \, m/s \] 2. Equação de Bernoulli: Para um escoamento horizontal, temos: \[ P_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 = P_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2 \] Onde \(P_2\) é a pressão atmosférica (que podemos considerar como zero para pressão manométrica). Rearranjando a equação para encontrar \(P_1\): \[ P_1 = \frac{1}{2} \rho v_2^2 - \frac{1}{2} \rho v_1^2 \] Substituindo os valores: \[ P_1 = \frac{1}{2} \cdot 1,23 \cdot (50^2) - \frac{1}{2} \cdot 1,23 \cdot (10^2) \] \[ P_1 = \frac{1}{2} \cdot 1,23 \cdot (2500 - 100) \] \[ P_1 = \frac{1}{2} \cdot 1,23 \cdot 2400 \] \[ P_1 = 1,23 \cdot 1200 = 1476 \, Pa \] Portanto, a pressão manométrica necessária à entrada do bocal é 1476 Pa.

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