Questão 6

ITA 2020

Física

(ITA - 2020 - 2ª FASE)

Considere um dispositivo desenvolvido para simular condições de voo em que operar tubos de Pitot para a medição da velocidade de aeronaves. A pressão de estagnação $P_{A}$ dá-se na entrada $A$ do Pitot, onde se acopla um tubo contendo água cuja superfície livre encontra-se a $h=60 cm$ de altura no interior de um recipiente fechado sujeito a um vácuo parcial de $9,0cdot 10^{4} Pa.$ Por sua vez, a pressão estática $P_B$ dá-se na entrada $B$ do corpo do tubo de Pitot, imerso numa câmara fechada contendo $frac{75}{16}$ mols de gás ideal a T= 27º C que ocupa um volume total de 125 $l$ .

Sendo $ho =1,2 Km/m^{3}$ a densidade do ar atmosférico, calcule, em $Km/h$ , o valor a ser registrado por um velocímetro de aeronave que se baseia na leitura dos manômetros acoplados ao sistema ilustrado abaixo.

Gabarito:

Resolução:

Cálculo da Pressão do Gás

$\ PV = nRT \\ P_{gas} = frac{frac{75}{16}cdot8cdot300}{0,125} = 9 imes10^4Pa$

a) A diferença entre as pressões estática e dinâmica são responsáveis pela elevação $h$ do líquido, desse modo, podemos fazer:

Logo, como a pressão do gás e do vácuo parcial são iguais podemos fazer que:

$Delta P + p_l cdot g cdot h = p_{ar} cdot frac{v^2}{2} \Sendo Delta P a diferenca de pressao entre o gas e o vacuo parcial \ Delta P = p_1 - p_{gas} = 0$

Logo:

$\ 10^3 cdot 10 cdot 0,6 = frac{1,2}{2} cdot v^2 \ v = 100 m/s \ v = 360 km/h$

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