Fenômenos de Transporte

FenômenosdeTransporte
PROF.BENFICA
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LISTA1
ConceitosIniciais
1) Segundo a definição, os sólidos não podem ser classificados como fluidos. Justifique a sua
não inclusão.
2) Discuta, em linhas gerais, o princípio da aderência.
3) Considere a figura abaixo. Sabe-se que o ângulo que a força F, de módulo 50 N, forma com a
superfície (cuja área é de 0,5 m2) é de 65º. Nessas condições, determine o módulo das
componentes de F e a pressão aplicada sobre a superfície.
4) Nas figuras 1 e 2 abaixo, a mesma força F é aplicada perpendicularmente à superfície através
de um prego. No primeiro caso, a superfície da ponta do prego pode ser aproximada para um
círculo de raio 1,2.10-5 m. No segundo caso, a extremidade oposta pode ser aproximada para um
círculo de raio 3.10-3 m. Calcule a razão entre as pressões p1 e p2.
5) Calcule a tensão média de cisalhamento de uma força constante de 120 N, aplicada com um
ângulo de 55º em relação a superfície livre de um fluido com área exposta de 240 cm2.
6) Calcular o peso específico, o volume específico e a massa específica de 6 m³ de óleo que
apresenta a massa de 4800 kg. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
7) Sabendo-se que 800 g de um líquido enchem um cubo de 0,08 m de aresta, qual a massa
específica desse fluido?
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8) A densidade relativa do ferro é 7,8. Determinar a massa específica e o peso específico no
Sistema Internacional. Considere o peso específico da água como sendo 10 000 N/m³.
9) Calcule a viscosidade cinemática de um fluido que apresenta viscosidade dinâmica 0,01
N.s/m2 e massa específica equivalente a 0,75 g/cm3. Expresse a sua resposta em m2/s e em
cm2/s (St, Stoke).
10) A massa específica relativa de uma substância é 1,3.
a) Calcule a sua massa específica.
b) Calcule a massa desse substância suficiente para preencher um cilindro de 2 m de altura e
raio da base igual a 50 cm.
c) Determine o raio da maior esfera que pode ser preenchida com 280 kg dessa substância.
11) Calcular o peso específico, o volume específico e a massa específica de 6 m³ de óleo que
apresenta a massa de 4800 kg. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
12) A massa específica do mercúrio é 13,6 g/cm³. Considerando a aceleração da gravidade de
9,8 m/s², determinar:
a) O peso específico no sistema internacional.
b) A massa contida num reservatório esférico de raio 15 cm totalmente cheio com mercúrio.
13) Um cubo oco de alumínio apresenta 100g de massa e volume de 50 cm³. O volume da parte
vazia é de 10 cm³. Qual a densidade do cubo e a massa específica do alumínio?
14) Ao misturar dois líquidos distintos A e B, nota-se:
O líquido A apresenta volume de 20 cm³ e densidade absoluta de 0,78 g/cm³.
O líquido B tem 200 cm³ de volume e densidade absoluta igual a 0,56 g/cm³.
Determine em g/cm³ a densidade apresentada por essa mistura, considerando os volumes como
aditivos.
15) Três frascos de vidro transparentes, fechados, de formas e dimensões iguais, contêm cada
um a mesma massa de líquidos diferentes. Um contém água, o outro, clorofórmio e o terceiro,
etanol. Os três líquidos são incolores e não preenchem totalmente os frascos, os quais não têm
nenhuma identificação. Sem abrir os frascos, como você faria para identificar as substâncias?
A densidade (d) de cada um dos líquidos, à temperatura ambiente, é:
d(água) = 1,0 g/cm3 d(clorofórmio) = 1,4 g/cm3 d(etanol) = 0,8 g/cm3
16) Um cubo maciço de aresta igual a 10 cm, tem massa igual a 10 kg. Qual é, em g/cm3, a
massa específica do material de que é feito esse cubo?
17) Um tanque contendo 5,0.103 litros de água, tem 2,0 metros de comprimento e 1,0 metro de
largura. Calcule a pressão hidrostática exercida pela água, no fundo do tanque.
18) Em um recipiente há um líquido de densidade 2,56g/cm³. Dentro do líquido encontra-se um
corpo de volume 1000cm³, que está totalmente imerso. Qual o empuxo sofrido por este corpo?
19) Diferencie os conceitos de fluido ideal e fluido incompressível, citando suas utilizações e
restrições de uso.
20) Os tanques da figura abaixo são preenchidos com óleo leve, cuja massa específica é de 820
kg/m3. Calcule a pressão sobre a base em cada um dos casos.
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21) A viscosidade dinâmica de um óleo é 5.10-4 kgf.s/m2 e o peso específico relativo é 0,82.
Determinar a viscosidade cinemática nos sistemas MKS e CGS.
22) Têm-se duas placas planas, sendo uma delas móvel de área 2,0 m2 e a outra extensa e fixa,
distanciada de 1 mm. Entre elas há fluido de viscosidade absoluta 0,001 kgf.s/m2 . Sabendo-se
que a velocidade com que a placa se movimenta é de 1 m/s constante, que o perfil de
velocidades é linear, indicar o sentido das tensões de cisalhamento atuantes na placa fixa e
móvel e calcular o valor da força propulsora F.
23) Duas placas planas paralelas estão situadas a 3 mm de distância. A placa superior move-se
com velocidade de 4 m/s, enquanto que a inferior está imóvel. Considerando que um óleo (ν =
0,15 stokes e ρ = 905 kg/m3) ocupa o espaço entre elas, determinar a tensão de cisalhamento
que agirá sobre o óleo.
24) Uma placa retangular de 4 m por 5 m escorrega sobre o plano inclinado da figura, com
velocidade constante, e se apoia sobre uma película de óleo de 1 mm de espessura e de µ =
0,01 N.s/m2. Se o peso da placa é 100 N, quanto tempo levará para que a sua parte dianteira
alcance o fim do plano inclinado?
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25) A figura a seguir mostra uma caixa cúbica de aresta a = 20 cm e massa M = 10 kg, imersa
em água, sendo mantida em equilíbrio por um fio muito leve preso ao teto. Determine a tração no
fio, em newtons.
26) Foi obtido, para o peso de uma pedra, pesada no ar, o valor de 6N. Quando pesada
totalmente mergulhada em água, encontrou-se um peso aparente de 4N. Qual a densidade da
pedra?
27) Uma caixa com forma de paralelepípedo retângulo, de dimensões 160 cm, 60 cm e 20 cm,
flutua em água de massa específica 1g/cm3. Ivo observa que seu irmão, ao entrar na caixa faz
com que ela afunde mais 5 cm abaixo da superfície livre da água. Após alguns cálculos, Ivo pode
calcular a massa do seu irmão. Qual o valor encontrado?
28) Um cubo de borracha de massa 100 g está flutuando em água com 1/3 de seu volume
submerso. Sabendo-se que a densidade da água é de 1g/cm3 e tomando-se como aceleração da
gravidade g = 10 m/s2, qual é o volume do cubo de borracha?
29) Considere o gráfico abaixo, representativo de uma transformação isobárica. Nas condições 1
e 2 a temperatura é de 27ºC.
a) Determine a temperatura da amostra 2 ao ocupar um volume de 4 L.
b) Determine o volume ocupado pela amostra 1 quando sua temperatura subir para 54ºC.
30) Um pneu de bicicleta é calibrado a uma pressão de 4 atm em um dia frio, à temperatura de
7°C. O volume e a quantidade de gás injetada são os mesmos. Qual será a pressão de
calibração no pneu quando a temperatura atinge 37 °C?
31) Durante o inverno do Alasca, quando a temperatura é de – 23°C, um esquimó enche um
balão até que seu volume seja de 30 L. Quando chega o verão a temperatura chega a 27°C.
Qual o inteiro mais próximo que representa o volume do balão, no verão, supondo que o balão
não perdeu gás, que a pressão dentro e fora do balão não muda, e que o gás é ideal?
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32) Certa massa de gás hidrogênio ocupa um volume de 100 litros a 5 atm e – 73ºC. A que
temperatura, em ºC, essa massa de hidrogênio irá ocupar um volume de 1000 litros na pressão
de 1 atm?
33) Uma determinada massa de gás oxigênio ocupa um volume de 12 L a uma pressão de 3 atm
e na temperatura de 27°C. Que volume ocupará esta mesma massa de gás oxigênio na
temperatura de 327°C e pressão de 1 atm?
34) Um gás ideal, confinado inicialmente à temperatura de 27°C, pressão de 15 atm e volume de
100L sofre diminuição no seu volume de 20L e um acréscimo em sua temperatura de 20°C. Qual
a pressão final do gás?
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