Enunciado

Considere um tanque contendo mercúrio, água, benzeno e ar conforme mostrado. Determine a pressão do ar (manométrica).Determine o novo nível de equilíbrio do mercúrio no manômetro, se uma abertura for feita na parte superior do tanque.

Passo 1

Fala aí galera, vamos para mais um problema de mecânica dos fluidos. Este problema nos pede para determinar a pressão do ar (manométrica) e também o novo nível de equilíbrio do mercúrio. Para isso, precisamos utilizar a equação manométrica para o sistema. Fica assim:

g ρ H 2 O S G H g × 0,3 = g ρ H 2 O S G H g × 0,1 + g ρ H 2 O × 0,1 + g ρ H 2 O S G B e n z e n o   × 0,1 + P a r

Arrumando:

P a r = g ρ H 2 o ( 0,3 S G H g - 0,1 S G H g - 0,1 - 0,1 S G B e n z e n o )

Substituindo os valores:

P a r = 999 k g m 3 ∙ 9,81 m s 2 13,55 0,2 m - 0,1   m   - 0,879 ∙ 0,1   m N ∙ s 2 k g ∙ m P a r = 24,7   k P a

Passo 2

Para encontrarmos o novo nível de equilíbrio do mercúrio, temos:

S G H g ρ H 2 O   g 0,3 m + x = S G H g ρ H 2 O   g 0,1 - x 0,025 0,25 2 m + … ρ H 2 O   g 0,1 m + S G B e n z e n o ρ H 2 O 0,1   m

Logo: x = - 0,184   m h = 0,3 + x = 0,116   m

Resposta

P a r = 24,7   k P a

h = 0,116   m

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