2 – Determinar a variação de volume de 0,03 m^3 de água a 27 oC quando sujeito a um aumento de 21 kgf/cm^2 na pressão. (Considerar Eágua 27oC = 22.750 kgf/cm^2 ). Resposta: -27,7 cm^3.

3 – Dos seguintes dados de teste determine o módulo de elasticidade volumétrico da água: a 35 kgf/cm^2 o volume era de 0,03 m^3 e a 225 kgf/cm^2 o volume era de 0,0297 m^3. Resposta: 1,90 x 10^4 kgf/cm^2.

4 – Expressar o módulo de elasticidade volumétrico em função da variação de densidade em lugar da variação de volume.

Resposta:



d 

dp E .

5 – Para um módulo voloumétrico de elasticidade constante, como varia a densidade de um fluido com a pressão?

Resposta: E

p p e

2 1

1

2

  

6 – Se a água tem um módulo de elasticidade volumétrico de 21.000 kgf/cm^2 , qual é a pressão necessária para reduzir o volume em 0,5%? Resposta: 105,21 kgf/cm^2.

7 – A 32oC e 2,1 kgf/cm^2 a massa específica de certo gás era 1,43 kg/m^3. Determinar a constante do gás R. Resposta: 472,8 N.m/kg. K.

8 – Qual é a massa específica do vapor d’água a 0,4 kgf/cm^2 (absoluta) e 10 oC? Considere Rvapor d’água = 47,10 kgf.m/kg.K. Resposta: 0,30 kg/m^3.

9 – Ar em condições padrão (p = 14,696 psi e T = 59 °F) escoa em uma tubulação de 1 polegada de diâmetro. A velocidade média é de 1 ft/ s. O escoamento é laminar ou turbulento? Considere: R = 53, ft.lbf/ lbm.°R e  = 1,8 x 10-5^ N.s/m^2. Resposta: Re = 527 < 2.000, o escoamento é laminar.

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI - UFCA

2ª LISTA DE EXERCÍCIOS DE MECÂNICA DOS FLUIDOS (2017.1) PROFESSOR: Luiz Alberto Ribeiro Mendonça

10 – Água a 15°C escoa em um tubo com 50 mm de diâmetro interno. Determinar o valor máximo da velocidade média para a qual o escoamento será laminar. Resposta: Vmáx = 5,07 x 10-2^ m/s.

11 – O número de Reynolds é um importante parâmetro nos fenômenos do escoamento de fluidos viscosos. Expresse cada variável em termos das dimensões básicas. Mostre que o número de Reynolds é adimensional.

12 – A mecânica dos fluidos do sistema arterial humano é de vital importância para a proteção de nossa saúde. A densidade relativa e a viscosidade do sangue estão em torno de respectivamente 1,06 e 3, centipoise. A velocidade média na aorta (30 mm de diâmetro interno) é da ordem de 0,15 m/s para o adulto. Usando estes dados, calcule o número de Reynolds do escoamento sanguíneo. Esse fluxo é laminar ou turbulento? Resposta: Re = 1440. Para esse valor de Reynolds o fluxo seria laminar.

13 – Pequenas bolhas de hidrogênio são, frequentemente, usadas para visualizar os filetes dos escoamentos líquidos. O diâmetro das bolhas é aproximadamente igual ao do gerador que as produz. A tensão superficial produz um esforço ao longo da interface entre o líquido e o gás. A tensão superficial é notada pelo símbolo  e expressa pela força por unidade de comprimento da interface. Desenvolva uma expressão para o cálculo da diferença de pressão Pi - Pe (onde Pi é a pressão interna e Pe a externa) em função do diâmetro da bolha (D) e da tensão superficial .

Resposta: D

Pi Pe

14 – Uma pequena gota de água a 27 °C está em contato com o ar e tem um diâmetro de 0,5 mm. Se a pressão interna à gotícula é de 57,4 kgf/m^2 maior que a atmosférica, qual é o valor da tensão superficial? Resposta: 7,2 x 10-3^ kgf/m.

15 – Calcular a altura aproximada a que subirá um liquido que molha um tubo capilar exposto à atmosfera.

Resposta: d

sen h

16 – Calcular a altura aproximada que subirá água dentro de um tubo capilar de 5 mm de diâmetro, se a água forma um ângulo de, aproximadamente, 60° com a horizontal. (Considere Ágia = 0,0074 kgf/m). Resposta: 0,005 m.