Busca de Exercícios - USP - Empuxo - Comportamento Térmico dos Gases Aprenda a usar!

Um balão B sobe verticalmente com aceleração constante de B 2 m/s? a partir de um ponto A localizado no solo a 36 m de um observador O, que permanece em repouso no solo. À medida em radianos do ângulo de elevação do balão em relação ao observador no instante t é denotada por 6(t). Sabe-se que a massa do balão é de 90 kg. a) Supondo que as forças que determinam o movimento do 8 balão sejam o seu peso e o empuxo, calcule o volume do c 36m A baldo. b) Suponha que, no instante tg = 0, o balão se encontre no ponto A e que sua velocidade seja nula. Determine nz a velocidade média do balão entre o instante t, em que @(t,) = 7 e oinstante t, em que 9(t,) = 3º Adote: Aceleração da gravidade: 10 m/s? Densidade do ar: 1,2 kg/m?

Um balão de ar quente é constituído de um envelope (parte inflável), cesta para três passageiros, queimador e tanque de gás. A massa total do balão, com três passageiros e com o envelope vazio, é de 400 kg. O envelope totalmente inflado tem um volume de 1500 mº. a) Que massa de ar M, caberia no interior do envelope, se totalmente inflado, com pressão igual à pressão atmosférica local (Pam) € temperatura T=27 °C? b) Qual a massa total de ar M,, no interior do envelope, após este ser totalmente inflado com ar quente a uma temperatura de 127 ºC e pressão Pam? c) Qual a aceleração do balão, com os passageiros, ao ser lançado nas condições dadas no item b) quando a temperatura externa 6 T=27 °C ? NoTE E ADOTE: Densidade do ar a 27 ºC e à pressão atmosférica local = 1,2 kg/m’. Aceleração da gravidade na Terra, g = 10 m/s2. Considere todas as operações realizadas ao nível do mar. Despreze o empuxo acarretado pelas partes sólidas do balão. T (K) =T (°C) + 273 Indique a resolução da questão. Não é suficiente apenas escrever as respostas.

Um grande cilindro, com ar inicialmente à pressão P, e temperatura ambiente (T; = 300 K), quando aquecido, pode provocar a elevação de uma plataforma A, que funciona como um pistão, até uma posição mais alta. Tal processo exemplifica a transformação de calor em trabalho, que ocorre nas máquinas térmicas, à pressão constante. Em uma dessas situações, o ar contido em um cilindro, cuja área da base S é igual a 0,16 m, sustenta uma plataforma de massa Ma =160 kg a uma altura H, = 4,0 m do chão (situação |). Ao ser aquecido, a partir da queima de um combustível, o ar passa a uma temperatura T>, expandindo-se e empurrando a plataforma até uma nova altura Hz = 6,0 m (situação Il). Para verificar em que medida esse é um processo eficiente, estime: a) A pressão P, do ar dentro do b) A temperatura T; do ar no cilindro, em kelvins, na situação Il. lindro, em pascals, durante a operação. (Po) (Po) Ls s Al 9 =| A dono = P, P, =4,0m T; th Situação | Situação II c) A eficiência do processo, indicada pela razão R = AE,/Q, onde AE, é a variação da energia potencial da plataforma, quando ela se desloca da altura H; para a altura Hz, e Q, a quantidade de calor recebida pelo ar do cilindro durante o aquecimento. NOTE E ADOTE: Densidade do ar a 300K = 1,1 kg/m? PV=nRT; Pamostérica = Po = 1,00 x 10º Pa; Calor específico do ar a pressão constante Cy =1,0x 10° J/(kg-K) 1Pa=1 Nim?