Questão 50687

ITA 2020

Física

(ITA 2020 - ADAPTADA) Considere um dispositivo desenvolvido para simular condições de voo em que operam 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 9,0x10⁴Pa. Por sua vez, a pressão estática P_B dá-se na entrada B do corpo do tubo de Pitot, imerso numa câmara fechada contendo 75/16 mols de gás ideal a T=27ºC que ocupa um volume total de 125L Sendo p=1,2kg/m³ 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.

3,6 km/h

36 km/h

360 km/h

36 m/s

360 m/s

Gabarito:

360 km/h

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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