Universidade Federal de Campina Grande Curso: Engenharia

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Universidade Federal de Campina Grande
Curso: Engenharia Elétrica
Semestre: 2012.1
Disciplina: Fenômenos de Transporte
Professor: Carlos de Oliveira Galvão
Aluno: ___________________________________________ Matrícula: ____________
Lista de exercícios 1
1. Um fluido apresenta a variação de volume de 60 litros correspondente a um acréscimo de pressão
de 5 x 104 KN/m2. Calcule o volume inicial do fluido. (Kfluido= 1,5 GPa)
2. Um cilindro de aço de 25 mm de diâmetro e 30 cm de altura cai sob a ação do peso próprio, com
velocidade constante de 0,15 m/s, por dentro de um tubo ligeiramente maior. Existe uma película
de óleo de rícino, com espessura constante, entre o cilindro e o tubo. Determinar a espessura
dessa camada de óleo considerando uma temperatura de 40 oC. daço = 7,85; (óleorícinoa40oC=
0,28N.s/m2)
3.
Um viscosímetro é formado por dois cilindros concêntricos,
conforme indica a figura. Para pequenas folgas, pode-se supor
um perfil de velocidades linear no líquido que preenche o
espaço anular. O cilindro interno tem 75 mm de diâmetro e 150
mm de altura, sendo a folga para o cilindro externo de 0,02 mm.
Um torque de 0,021 N.m é necessário para girar o cilindro
interno a 100 rpm. Determine a viscosidade dinâmica do líquido
na folga do viscosímetro (Bistafa).
4. Uma pressão de 1,03 MPa aplicada a 283 l de um líquido causa uma redução do volume de 0,57 l.
Calcule o módulo de elasticidade volumétrica no SI.
5. Ao passar de um local onde g1 = 9,78 m /s2 para outro local onde g2 = 9,82 m /s2 , um líquido
experimenta um acréscimo de peso igual a 0,12 N. Calcule a massa deste líquido.
6. Sendo k= 2,2 GPa o módulo de elasticidade volumétrica da água, qual a pressão necessária para
reduzir seu volume a 0,5% ?
7. Um placa quadrada de 1 m2 de área desliza sobre um plano inclinado à 23° . Entre a placa e o plano
existe uma película de óleo de 1,25 mm de espessura. Considerando a velocidade da placa de 0,2
m/s e seu peso 250 N, calcule a viscosidade do óleo.
8. Se um certo líquido tem uma viscosidade de 0,0479 Ns/ m2 e uma viscosidade cinemática de
0,0000034 m2/ s, qual é o valor de sua densidade?
9. O peso de um pacote de farinha de 20N, ao nível do mar, caracteriza uma força ou a massa da
farinha? Qual a massa da farinha? Quais são o peso e a massa da farinha num local onde g é igual a
1/7 da aceleração normal da terra?
10. Calcular a força P que deve ser aplicado no êmbolo menor da prensa hidráulica da figura abaixo,
para equilibrar a carga de 43 KN colocada no êmbolo maior. Os cilindros estão cheios de um óleo
com densidade 0,75 e as seções dos êmbolos são, respectivamente, 40 e 4000 cm2.
11. Se a pressão manométrica num tanque com óleo (d = 0,8) é de 0,412 MPa, qual a altura da carga
equivalente:
a) em metros desse óleo;
b) em metros de coluna de água;
c) em milímetros de mercúrio(d= 13,6).
12. Um barômetro de mercúrio marca 735 mm. Ao mesmo tempo, outro, no alto de uma montanha,
marca 590 mm. Supondo o peso específico do ar constante e igual a 1,125 kgf/m 3, qual será a
diferença de altitude?
13. Uma bucha metálica pode correr circundando um eixo, também metálico, cuja superfície foi
lubrificada com um fluido newtoniano. Ao se aplicar uma força F1 de 441,3 N à bucha, ela desliza
com velocidade V0 = 0,60 m/s. Se fosse aplicada uma força de F2 DE 1,324 kN, com que velocidade
a bucha deslizaria?
14. Uma placa móvel desloca-se sobre outra fixa com velocidade de v= 5 mm/s. Qual deve ser a
distância entre as placas, sabendo-se que o fluido que preenche o espaço entre as placas tem
coeficiente de viscosidade dinâmica de 2x10–3 Pa.s e que a tensão de cisalhamento que provoca o
movimento é igual a 5x10–3 Pa?
15. No espaço entre um eixo e uma bucha concêntricos, existe um fluido newtoniano. Quando uma
força de 500 N paralela ao eixo é aplicada à bucha, esta adquire uma velocidade de 1 m/s. Se uma
força de 1500 N for aplicada, qual a velocidade que aa bucha irá adquirir? A temperatura do fluido
permanece constante.
16. Uma placa, que dista 0,5 mm de uma placa fixa, move-se a 0,25 m/s e necessita de uma força por
unidade de área de 2 N/m² para manter a velocidade constante. Determinar a viscosidade da
substância entre as placas.
17. Determinar a viscosidade do fluido entre o eixo e a bucha da figura abaixo.
18. Um volante pesando 600 N tem raio de giração de 300 mm. Girando a 600 rpm, sua rotação é
reduzida de 1 rpm/s devido a viscosidade de um fluido entre o eixo e o mancal. O comprimento do
mancal é 50 mm, o diâmetro do eixo 20 mm e a folga radial, 0,05 mm. Determinar a viscosidade do
fluido.
19. Um pistão de 50,00 mm de diâmetro se movimenta no interior de um cilindro de 50,10 mm de
diâmetro. Determinar o decréscimo percentual da força necessária para movimentar o pistão
quando o lubrificante se aquece de 0° a 120° C. Adotar a viscosidade do óleo cru
20. Um corpo pesando 530 N com uma superfície plana de 0,19 m² desliza sobre um plano inclinado
lubrificado que faz um ângulo de 30° com a horizontal. Para uma viscosidade de 0,1 N.s/m² e
velocidade do corpo de 0,91 m/s, determinar a espessura da película lubrificante.
21. Um gás de massa molecular 28 tem um volume de 0,085 m³ à pressão de 0,096 MPa e
temperatura de 60° C. Quais são seus volume e peso específicos?
22. Um quilograma de hidrogênio está confinado num volume de 150 l a -40° C. Qual a pressão?
23. Calcular a pressão em A, B, C e D nas figuras abaixo (1ft = 0,3 m).
24. Para ar à temperatura constante de 0° C, determinar a pressão e a massa específica a 3.000 m
quando a pressão for 0,1 Mpa abs. ao nível do mar.
25. Expressar 3 atm em metros de coluna d’água na escala efetiva. O barômetro indica 750 mm.
26. Para uma leitura h = 0,508 m na figura abaixo, determinar a pressão em A. O líquido tem
densidade 1,9.
27. Determinar a leitura h na figura abaixo para pA= 30 kPa de vácuo se o líquido for querosene com d
= 0,83.
28. Na figura abaixo, se o fluido é água, h = 0,15 m e a leitura barométrica 0,74 m, determinar pA em
metros de água na escala absoluta
29. Na figura abaixo d1= 1, d2= 0,95, d3= 1, h1= h2 = 280 mm e h3= 1m. Determinar pA – pB em metros
de água. E determinar o desnível h2 no manômetro se pA – pB= -0,35 m H2O.
30. Na figura abaixo d1 = d3 = 0,83, d2 = 13,6, h1 = 150 mm, h2 = 70 mm, h3 = 120 mm. a) Determine pA
se pB = 0,068 MPa. b) Se pA = 0,138 MPa e a leitura barométrica for 720 mm, determine pB em
metros de água na escala efetiva. c) Determine o desnível h2 no manômetro, se pA = pB.
31. Na figura seguinte, A contém água e o fluido manométrico tem densidade 2,94. Quando o menisco
coincide com o zero da escala, pA = 90 mm de água. Determinar a leitura do menisco da direita
quando pA = 8kPa sem nenhum ajuste do tubo em U ou da escala.
32. O recipiente cilíndrico da figura abaixo pesa 400 N quando vazio. Se for preenchido com água e
suportado pelo pistão, qual será a força exercida pela água no topo do mesmo?
33. Uma superfície vertical com formato de triângulo retângulo tem um dos vértices coincidindo com a
superfície livre de um líquido (figura abaixo). Determinar a força que age numa das faces: a) por
integração, b) por fórmula e c) determinar o momento da força que age numa das faces da
superfície ABC, em relação ao eixo AB.ɣ = 9000 N/m³.
34. Calcular a força exercida pela água numa das faces da coroa circular vertical da figura abaixo.
35. Determinar o momento que deve ser aplicado em A na figura seguinte para que a comporta
permaneça em equilíbrio.
36. Se houver água até o nível A do outro lado da comporta (mesma figura da questão acima),
determinar a força resultante e sua linha de ação devida à água em ambos os lados.
37. O eixo da comporta romperá quando sujeito a um momento de 145 kN.m. Determinar o nível
máximo h do líquido.
38. Calcular a força F necessária para abrir ou manter fechada a comporta de figura, quando R = 0,46
m.
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