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Hidráulica AplicadaPARTE 3
Propriedades dos Fluidos
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Objetivo
Apresentar outras importantes propriedades dos fluidos
Volume específico Densidade relativa Lei de Boyle-Mariotte
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Volume Específico (Vs)
Vs=γ
1 m³
N( )
ΔV : Volume
γ : Peso Específico
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Densidade relativa (δ)
É a razão entre a massa específica ρ de uma determinada substância e a massa específica de outra substância tomada como referência. Na grande maioria dos casos utiliza-se como referência a massa específica da água (ρH2O) a 4°C e pressão de 760 mmHg.
δ=ρH2O
ρ Massa específica da substância
Massa específica da água
Densidade relativa
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Água: ρ x T
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Lei de Boyle-Mariotte Dentre as leis básicas dos gases, é esta a única que se
estuda em Mecânica (as demais pertencem à Termologia).
Mantendo-se constante a temperatura de um gás, sua pressão varia na razão inversa do volume ocupado.
Em transformação isotérmica, o produto da pressão pelo volume de um gás é invariável.
Esta lei, estabelecida experimentalmente (1676), é um teorema da Teoria Cinética dos Gases.
A lei é seguida com boa aproximação pelos gases rarefeitos, em temperaturas bem acima da temperatura crítica; ela se afasta do comportamento real dos gases à medida que a densidade aumenta e a temperatura baixa.
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Lei de Boyle-Mariotte (...) Todo diagrama cartesiano (V, p) é chamado diagrama de
Clapeyron; em diagrama de Clapeyron, a lei de Boyle-Mariotte é representada por hipérbole eqüilátera (abaixo, à esquerda). O gráfico (1/V, p) é uma reta passando pela origem (abaixo, à direita).
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Exercício 1
Colocam-se 4 kg de mercúrio (ρ = 13,6 g/cm3) em um recipiente em forma de prisma reto, com 100 cm2 de área da base. Determinar a altura a que se elevaria o líquido no recipiente. Em seguida, substituindo o mercúrio por gasolina (ρ = 0,7 g/cm3), obter a altura a que se elevaria igual massa de gasolina.
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Exercício 2
Sendo ρ1 = 0,75 g/cm3 a massa específica de determinado óleo, calcular a densidade do benzeno (ρ = 0,88 g/cm3) e do nitrobenzeno (ρn = 1,19 g/cm3) em relação ao mencionado óleo.
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Exercício 3
O volume de uma certa quantidade de água a 4°C é de 1836 litros. Calcular em m3 o volume de gelo, obtido com aquele volume de água, sabendo que a densidade relativa do gelo é 0,918.
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Exercício 4
Sabendo que 5 m3 de um óleo combustível a 27°C pesam 42500N, calcular o seu peso específico e sua densidade em relação à água (ρH2O = 1000 kg/ m3).
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Exercício 5
Sabe-se que 3 dm3 de um líquido possui 2550 g. Calcular o peso específico, a massa específica e a densidade relativa deste líquido.
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Exercício 6
Ao passar de um local onde g1=9,78 m.s-2 para um local onde g2=9,82 m.s-2, um líquido experimenta um acréscimo de peso igual a 0,12N. Determinar a massa deste líquido.
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Exercício 7
Sendo ρ = 13,569 g/cm3 a massa específica do mercúrio, em determinadas condições, calcular o seu volume específico.
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Exercício 8
A densidade relativa de um líquido é 1,8. Obter seu volume específico.
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Exercício 9
Nas condições normais de temperatura e de pressão, a massa específica do vapor-d’água é 0,597 kg/m3. Calcular o peso específico e o volume específico do vapor d’água nas condições indicadas.
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Exercício 10
Um frasco cheio de gasolina possui massa de 31,6g. Quando cheio de água, ele pesa 40g e, quando vazio, pesa 12g. Determinar a densidade relativa da gasolina.
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Exercício 11
Dois líquidos têm densidades relativas δ1=0,8 e δ2 =0,6. Calcular a razão k entre os volumes do 1° e 2° líquidos para que, na mistura, a massa do segundo seja 3 vezes a do primeiro.
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Exercício 12
Dois líquidos miscíveis têm densidades relativas δ1=0,8 e δ2 =1,2. Para que a mistura destes líquidos tenha a densidade relativa δ=0,9, determinar:
I) Quantas vezes o volume do 1° líquido corresponde ao 2°;
II) Quantas vezes a massa do 1° líquido corresponde a do 2°;
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Referências AZEVEDO NETTO, J. M.; FERNANDEZ, M. F.; ARAUJO, R.; ITO, A. E. Manual de
hidráulica. 8a ed. São Paulo: Edgard Blücher, 1998. 669p. FOX, R. W. & McDONALD, A. T. Introdução à mecânica dos fluidos. 3 ed. Rio
de Janeiro: Guanabara Dois, 1988. 741p. PORTO, R. M. Hidráulica básica. 2 ed. São Carlos: EESC-USP, 2001. POTTER C. Merle; WIGGERT C. David. Mecânica dos Fluidos. São Paulo.
Thompson. SHAMES, I. H. Mecânica dos fluidos. São Paulo: Edgard Blücher, 1973. 2v.,
583p. Bastos. Problemas de Mecânica dos fluidos.