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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS - UFPEL CENTRO DE ENGENHARIAS – CENG DISCIPLINA: FENÔMENOS DE TRANSPORTE Professora: Mery Vieira Lista de Exercícios 0 (2019/01) – Exercícios de Revisão 1 - Você está escolhendo entre dois carros para comprar. O primeiro é americano, custa 14.500 dólares e tem um consumo de gasolina estimado de 28 milhas/gal (1 galão = 0,003789 m3 e 1 milha = 1,609 km). O segundo é europeu, custa 21.700 dólares e tem um consumo estimado de 19 km/L. Se a gasolina custa 1,25 dólares/gal e se os carros realmente cumprem com o consumo estimado, quantas milhas você tem que dirigir para que o menor consumo do segundo carro compense o seu maior custo? (R: 4,3 x 105 milhas). 2 - Resolva as questões a seguir. Forneça as respostas no SI. a) A massa específica da água é 1 g/cm3. Qual é a massa equivalente a 200 cm3 de água? b) A massa específica do mercúrio é 13,6 g/cm3. Calcule o volume ocupado por 680 g dessa substância; c) Determine a densidade relativa e o peso específico dos fluidos dos itens a e b acima. 3 - Um volume de 2,925x10-3 m3 de determinado fluido, a 20°C, possui massa de 3.500g. Calcule a massa específica, o peso específico e a densidade relativa no SI. 4 - Ache a massa e o peso do ar no interior de uma sala de estar com uma altura de 3m e um piso com uma área de 4,0 m x 5 m. Quais seriam a massa e o peso de um volume igual de água? 5 - Supondo que a massa específica da água seja exatamente 1 g/cm3, calcule a massa específica em kg/m3. Supondo que são necessárias 10 horas para esvaziar um recipiente com 5.700 m3 de água, com que rapidez a água está escoando, em kg/s? 6 - A massa das nuvens pode atingir milhares de quilogramas porque estas podem conter uma infinidade de gotículas de água. Normalmente, a quantidade de água líquida presente numa nuvem é especificada em gramas de água por unidade de volume da nuvem (g/m3). Admita que uma nuvem do tipo cumulus apresenta volume igual a um quilômetro cúbico e contém 0,2 g/m3 de água líquida. Determine a massa de água, em kg e em libras, contida na nuvem. 7 - Sabendo-se que seja de 1,6 a densidade relativa de um fluido, determine a massa específica do mesmo. Supondo que são necessárias 8 horas para esvaziar um recipiente com 6.000 m3 deste fluido, com que rapidez ele escoa em kg/s? 8 - Um recipiente para transporte de fluido refrigerante pesa 0,153 N e apresenta volume interno igual a 355 mL. Sabendo que o recipiente pode conter, no máximo, 0,369 kg de refrigerante, determine o peso específico, a massa específica e a densidade do refrigerante. Compare os valores calculados com os da água a 20oC. 9 - Um tanque de 0,85 m por 1,8 m na base está cheio até uma profundidade de 68 cm com salmoura de cloreto de sódio. Se a massa total de salmoura é de 1238 kg, determinar: a) a densidade; b) o volume específico; c) o peso específico da solução de salmoura. 10 - Um líquido possui peso específico de 12.400 N/m3 a) Que massa deste líquido está contida em um volume de 500 cm3? b) Se a massa de um determinado volume deste líquido é de 145,9 kg, qual é a magnitude do volume? c) Se o volume específico é definido como o inverso da massa específica, qual o valor do volume específico (em m3/kg) deste líquido? 11 - Um recipiente pesa 15,5 N quando vazio. Quando cheio com água, a massa do recipiente e do seu conteúdo é de 36,5 kg. Determine o peso da água no recipiente e o seu volume em metros cúbicos. 12 - Um reservatório graduado contém 500 ml de um líquido que pesa 6 N. Determine o peso específico, a massa específica e a densidade relativa deste líquido. (R: 16 kN/m3, 1630 kg/m3, 1,63). 13 - Um líquido com densidade relativa de 1,2 preenche um determinado volume. Se a massa do volume é de 145,9 kg, qual é a magnitude do volume? 14 - Se o volume específico é definido como o inverso da massa específica, qual o valor do volume específico, em m3/kg, de uma substância cuja densidade relativa é de 0,8? 15 - O peso específico de um líquido desconhecido é 12.400 N/m3. Que massa do líquido está contida em um volume de 500 cm3? 16 - Um fluido é pesado em um laboratório. Sabe- se que 5,7 litros do fluido pesam 37,9 N. Qual é a massa específica do fluido em kg/m3? Suponha que a gravidade padrão seja g = 9,807 m/s2. 17 - Um fluido que ocupa um volume de 24 L pesa 225 N em um local onde a aceleração da gravidade é de 9,80 m/s2. Determine a massa desse fluido e a sua massa específica. 18 - Uma força aplicada de 26,5MN é distribuída uniformemente sobre uma área de 152 cm2, porém ela age num ângulo de 420 com relação ao vetor normal. Calcule as tensões normal e cisalhante resultantes. 19 - Uma câmara de pneu, com volume interno igual a 0,085 m3, contém ar a 26 psi e 210C. Determine a massa específica e o peso do ar contido na câmara. 20 - Água é forçada através de uma contração, causando baixa pressão. Observa-se que a água ferve numa pressão de –11,5 psi. Se a pressão atmosférica é 14,5 psi, qual é a temperatura da água? 21 - A água é transportada através de uma tubulação, de tal forma que um vácuo de 80kPa existe em um certo local. Qual a temperatura máxima possível da água, de forma que não ocorra cavitação naquele ponto? 22 - A distribuição de velocidades em um tubo de 4 cm de diâmetro, transportando água a 200C é dada por v (r) = 10(1 - 2500r2) m/s. Determine a tensão de cisalhamento na parede da tubulação. 23 - Um óleo de densidade relativa igual a 0,85 escoa por uma canalização de 10 cm de diâmetro. A tensão de cisalhamento na parede da canalização é de 3,2 N/m2 e o perfil de velocidade é dado por v = 2 – 800r2 (m/s), em que r é a distância radial medida a partir do eixo da tubulação. Qual a viscosidade do óleo? 24 - Na produção de uma droga com massa molecular de 192, a corrente de saída do reator escoa com uma vazão de 10,5 L/min. A concentração da droga é de 41,2% em peso (em água). A densidade relativa da solução é de 1,024. Calcule a concentração da droga em kg/L na corrente de saída e a vazão da droga produzida em kmol/min. (R: 0,422 kg/L, 0,023 kmol/min.). 25 – Óleo (densidade relativa de 0,8) escoa por uma tubulação de 6 in de diâmetro com velocidade de 56,7 ft/s. Qual é a vazão do óleo em m3/s? 26 - Quantos metros de água são equivalentes a: a) 760 mm Hg; b) 10 mm Hg; c) 75 cm Hg. 27 - Três líquidos não miscíveis são despejados no interior de um recipiente cilíndrico. A quantidade e a densidade de cada líquido são: 0,5 litros, 2,6 g/cm3; 0,25 litros, 1,0 g/cm3; 0,40 litros, 0,8 g/cm3. Qual é a força total atuante no fundo do recipiente? (Despreze a contribuição da atmosfera).