Exercicio

Situação 1

João Paulo e sua família saíram de viagem em uma caminhonete, de sua casa, na cidade de São Paulo, em direção à praia na cidade de Santos. Durante a viagem, João, em virtude dos barulhos de seus filhos Lucas (7 anos) e Matheus (14 anos), não percebeu que a sinalização do sensor de seu tanque de gasolina mostrava que o combustível estava terminando, e só notou o ocorrido quando o carro “gastão” (consome 1 litro de gasolina a cada 8 km rodados) apresentou problemas, e não havia qualquer posto de combustível por perto; portanto, João Paulo não poderia prosseguir sua viagem.

Um grupo de jovens que passava pelo local, com um carro, resolveu parar e fornecer um pouco de combustível para que João conseguisse chegar ao posto mais próximo. Esse grupo possuía um tanque quase cheio de gasolina, que, quando completo, chega a 60 litros.

O grupo teve a ideia de utilizar uma mangueira (que João Paulo possuía em seu porta-malas para lavar o carro) e criar um sistema de bombeamento do carro para uma garrafa PET, e, assim, fornecer a quantidade necessária para que João Paulo conseguisse chegar até o próximo posto de combustível, localizado a 24 km do local.

Exercicios

1 Calcular a massa de combustível presente no carro, considerando que o tanque deles está com 80% do volume máximo. Considerar a densidade da gasolina de 750 kg/m3

2 Calcular também qual o volume, em massa de combustível, que João Paulo precisará colocar na caminhonete para conseguir chegar ao próximo posto de combustível.

3 Calcular a pressão no fundo do tanque de combustível do carro, considerando que ainda não houve o bombeamento.

4 Encontrar qual é a vazão de enchimento na garrafa, considerando que o tubo que conecta o tanque principal à garrafa tem 5 mm de diâmetro, e que a velocidade média na tubulação seja no máximo de 4 m/s.

5 Calcular o tempo estimado para que o grupo consiga bombear a gasolina necessária do carro para a garrafa.

6 Demonstrar, a partir da equação de Bernoulli, que pode ser calculada a diferença de altura entre o tanque de gasolina e a garrafa PET, de acordo com as condições iniciais fornecidas no exercício 4. Desconsiderar as perdas por atrito e a variação do nível de superfície de gasolina dentro do tanque durante o bombeamento.

7 Calcular a energia térmica ou interna no tubo por unidade de peso, supondo que o escoamento é adiabático, isto é, sem trocas de calor, e esse aquecimento é provocado pelo atrito do líquido com o tubo. Para efeito de cálculos, pesquisar a massa específica da gasolina. Adotar a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s.

8 Determinar a taxa de transferência de calor rejeitada no ambiente, sabendo que a potência no eixo do motor da caminhonete é de 25 HP na condição operacional em que o rendimento térmico é de 30%. Admitir que o combustível forneça 40 MJ ao ciclo, por quilograma de combustível queimado.