Hidráulica Aplicada PARTE 3 Propriedades dos Fluidos

Objetivo Apresentar outras importantes propriedades dos fluidos Volume específico Densidade relativa Lei de Boyle-Mariotte

Volume Específico (Vs) 1 ( ) m³ Vs= N γ γ : Peso Específico ΔV : Volume

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. ρ Massa específica da substância δ= ρH2O Massa específica da água Densidade relativa

Água: ρ x T

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.

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).

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.

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.

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.

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).

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.

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.

Exercício 7 Sendo ρ = 13,569 g/cm3 a massa específica do mercúrio, em determinadas condições, calcular o seu volume específico.

Exercício 8 A densidade relativa de um líquido é 1,8. Obter seu volume específico.

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.

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.

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.

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: Quantas vezes o volume do 1° líquido corresponde ao 2°; Quantas vezes a massa do 1° líquido corresponde a do 2°;

Próxima Aula Referências Viscosidade 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.