Determinar a viscosidade do ar na pressão atmosférica e nas seguintes temperaturas:
Passo 1
O enunciado pede: determinar a viscosidade do ar na pressão atmosférica e na temperatura
.\n
Informações dadas:
Informações dadas:
- Temperatura:
. - Pressão: pressão atmosférica (valor numérico não é necessário aqui porque, em gases ideais perto da pressão atmosférica, a viscosidade depende principalmente da temperatura).
O objetivo é fornecer a viscosidade dinâmicado ar nessa condição.
Passo 2
Apresentação da fórmula que será usada (lei de Sutherland) e explicação das variáveis:
Onde:
-
é a viscosidade dinâmica do gás à temperatura . -
é um valor de referência da viscosidade, conhecido para uma temperatura de referência . -
é a constante de Sutherland (característica do gás). -
e devem estar em kelvin ( ).
Comentário didático curto: essa lei corrige a dependência decom por um fator que ajusta o comportamento experimental do gás. As variáveis representam propriedades físicas do gás e temperaturas absolutas.
Passo 3
Escolha dos parâmetros de referência para o ar (valores padrão utilizados na prática):
-
(viscosidade à temperatura de referência) -
-
Esses valores são normalmente usados para ar seco e representam um padrão prático.
Passo 4
Converter a temperatura dada para kelvin:
Passo 5
Calcular a razão
e o termo
:
Agora:
Explicação breve do cálculo: primeiro obteve-se a razão das temperaturas; depois elevou-se essa razão à potência
(isso corresponde a
ou
).
Passo 6
Calcular o fator
:
Passo 7
Combinar os fatores e calcular
:
Calcule passo a passo:
Passo 8
Arredondamento e interpretação:
- Arredondando para três dígitos significativos, obtém-se
. - Interpretação rápida: a viscosidade diminuiu levemente em relação ao valor à temperatura de
(o que é consistente: para o ar a viscosidade cresce com a temperatura; ao reduzir a temperatura, a viscosidade diminui).