Busca de Exercícios - USP - Hidrostática Aprenda a usar!

Um tanque industrial, cilíndrico, com altura total Ho = 6,0 m, contém em A seu interior água até uma altura ho, a uma temperatura de 27 °C (300 K). [ay ——) O tanque possui um pequeno orifício A e, portanto, está à pressão A atmosférica Po, como esquematizado em |. No procedimento seguinte, Ho h ts o orifício é fechado, sendo o tanque invertido e aquecido até 87ºC (360 K). 9 nd Quando o orifício é reaberto, e mantida a temperatura do tanque, parte A 5 da água escoa, até que as pressões no orifício se equilibrem, restando I n no interior do tanque uma altura hy = 2,0 m de agua, como em Il. Determine a) apressão P,, em N/m?, no interior do tanque, na situação Il. b) a altura inicial ho da água no tanque, em metros, na situação |. Note E ADOTE: Paimostérica= 1 Pa = 1,0 x 10° Nim? p(agua) = 1,0 x 10° kg/m? g =10 m/s?

Um roqueiro iniciante improvisa efeitos especiais, utilizando gelo seco (CO, sólido) adquirido em uma fábrica de sorvetes. Embora o início do show seja à meia-noite (24 h), ele o compra às 18 h, mantendo-o em uma “geladeira” de isopor, que absorve calor a uma taxa de aproximadamente 60 W, provocando a sublimação de parte do gelo seco. Para produzir os efeitos desejados, 2 kg de gelo seco devem ser jogados em um tonel com água, a temperatura ambiente, provocando a sublimação do CO; e a produção de uma “névoa”. A parte visível da “névoa”, na verdade, é constituída por gotículas de água, em suspensão, que são carregadas pelo CO> gasoso para a atmosfera, à medida que ele passa pela água do tonel. Estime: a) A massa de gelo seco, Moe, em kg, que o roqueiro tem de comprar, para que, no início do show, ainda restem os 2 kg necessários em sua “geladeira”. b) A massa de água, Maguay em kg, que se transforma em “névoa” com a sublimação de todo o CO», supondo que o gás, ao deixar a água, esteja em CNTP, incorporando 0,019 de água por cm? de gás formado. NOTE E ADOTE: Sublimação: passagem do estado sólido para o gasoso. Temperatura de sublimação do gelo seco = — 80º C. Calor latente de sublimação do gelo seco = 648 J/g. Para um gás ideal, PV = nRT. Volume de 1 mol de um gás em CNTP = 22,4 litros. Massa de 1 mol de CO; = 44 9. Suponha que o gelo seco seja adquirido a — 80ºC.

Para se estimar o valor da pressão atmosférica, Pam, pode ser utilizado um tubo comprido, transparente, fechado em uma extremidade e com um pequeno gargalo na outra. O tubo, aberto e parcialmente cheio de água, deve ser invertido, segurando-se um cartão que feche a abertura do gargalo (Situação |). Em seguida, deve-se mover lentamente o cartão de forma que a água possa escoar, sem que entre ar, coletando-se a água que sai em um recipiente (Situação Il). A água pára de escoar quando a pressão no ponto A, na abertura, for igual à pressão atmosférica externa, devendo-se, então, medir a altura h da água no tubo (Situação III). Em uma experiência desse tipo, foram obtidos os valores, indicados na tabela, para Vo, volume inicial do ar no tubo, AV, volume da água coletada no recipiente e h, altura final da água no tubo. Em Situação | Situação Il Patm vi yee (segurando) (segurando) relação a essa experiência, e considerando a Situação III, Situação III P Vot AV 2 E Valores medidos Vo 500 mL AV 25 mL h 50 cm a) determine a razão R = P/Pam, entre a pressão final P do ar no tubo e a pressão atmosférica; b) escreva a expressão matemática que relaciona, no ponto A, a Patm com a pressão P do ar e a altura h da água dentro do tubo; c) estime, utilizando as expressões obtidas nos itens anteriores, o valor numérico da pressão atmosférica Pam, em Nim?. NOTE E ADOTE: Considere a temperatura constante desconsidere os efeitos da tensão superficial. e