ATPS Fenômenos do Transporte

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2.2 ETAPA 1

2.2.1 PASSO 1- Pesquisar em livros da área as numerosas aplicações da mecânica dos fluidos num automóvel, principalmente quanto aos componentes associados ao transporte de combustível.

R = A ciência da mecânica dos fluidos possui aplicação das mais diversas. Utilizada para resolver problemas é empregada no escoamento de líquidos e gases, máquinas hidráulicas e pneumáticas, além de sistemas de ventilação e ar condicionado atua no ramo da indústria aeroespacial.

A redução do consumo de gasolina em automóveis está ligada ao movimento de arrasto, este que é compreendido como a força que um fluido em movimento exerce na direção do escoamento. O arrasto é considerado um defeito existente no automóvel, quando há uma redução deste, em contrapartida, economiza-se gasolina, além de garantir a segurança e solidez das estruturas e diminuição no ruído e rigidez. Quando o corpo, no caso o carro, é submetido ao escoamento do fluido, dá-se o nome a este processo de carenado. Um carro de corrida carenado possui forma arredondada e perfilada, facilitando o carenamento por meio de um fluido.

Para redução da velocidade, quando o pedal é ativado, envia um sinal para o freio que por sua vez remete óleo hidráulico por uma tubulação aos pistões, pressionando pastilhas e lonas de freios. No sistema de direção hidráulica mecânica, por meio de uma bomba de direção, acionada quando o automóvel está ligado, envia óleo em extrema pressão e auxilia o pinhão e a cremalheira quando acionadas pelo volante a encaminhar comandos para a roda.

Outa utilização da mecânica dos fluídos em automóveis é por meio do radiador, o qual se utiliza de água que passam por mangueiras até o motor, para que este refrigere e evite o superaquecimento, tendo como consequência a fundição das peças que estão em movimento com o bloco do motor. Quando se trata de óleos, tanto o lubrificante quanto o óleo do motor possuem função de lubrificar seu motor quando acionado a partida do automóvel, por intermédio de uma bomba, evitando assim que haja contato de peças móveis com fixas.

2.2.2 PASSO 2

a) Explicar como deve ser iniciado o bombeamento, uma vez que: Matheus sugeriu que a garrafa deve ser colocada no chão (até por uma questão de segurança); João Paulo acredita que a garrafa deve ser colocada no nível do tanque para facilitar o escoamento; e o grupo de jovens acredita que a garrafa deva ser colocada acima do nível do tanque de gasolina, como modo de capturar os vapores do combustível.

R = A opção proposta pelo Matheus é a mais viável para este caso. A boca seria usada como uma bomba, sugando a gasolina do tanque de combustível e fazendo com que esta escoe mangueira abaixo. Ao fato da garrafa estar no chão, haverá facilidade no escoamento do fluido.

b) Apresentar um esquema para que seja realizado o bombeamento da gasolina para a garrafa de maneira correta e coerente com os princípios físicos.

R = Neste experimento serão utilizados apenas dois materiais, uma garrafa pet e uma mangueira.

Uma extremidade da mangueira será posta na entrada no tanque de combustível e na outra extremidade haverá a necessidade de realizar a sucção da gasolina com ajuda da boca.

A garrafa pet ficará no chão, facilitando o escoamento.

2.2.3 PASSO 3 - Pesquisar, em livros da área, revistas e jornais ou sites da internet, sobre a densidade e viscosidade da gasolina, e se esses parâmetros se alteram durante o dia. Verificar em que horário é mais vantajoso o abastecimento com esse combustível, baseado em propriedades físicas como densidade e temperatura.

R = A viscosidade em combustíveis é à força de coesão das moléculas do fluido. Sua variação se dá pela temperatura, quanto maior, menor será a viscosidade. Ela é responsável por informar a temperatura de armazenamento, o bombeamento e pulverização para que se haja a combustão. Responsável também pela rotação e deformação das partículas fluidas no escoamento.

Dependendo do grau de instabilidade do movimento das partículas, os escoamentos podem ser laminares ou turbulentos (SCHIOZER, 1996).

A gasolina sem aditivos, sendo a uma temperatura de 29ºC possui densidade de 0,732 g/ml e viscosidade de 0,650. 10-6 m2/s.

Em comparação com demais substâncias, possui alto coeficiente de dilatação.

Quando abastecemos o carro, é através do volume que é realizado o cálculo para o pagamento.

É aconselhável que o abastecimento seja realizado no período da manhã, já nas primeiras horas do dia. Quanto mais fria estiver a gasolina, consequentemente a massa ocupará menos espaço, possibilitando encher mais o tanque. Com a gasolina fria, sua densidade se torna maior. No entanto para que haja uma real economia de valores, se faz necessário haver uma variação de temperatura considerável, em relação à noite anterior.

2.2.4 PASSO 4.

a) 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.

R = d = 750 kg/m³

v= 48litros (80%) ou 0,048 m³

m=?

m = d x v

m = 750 kg/m³ x 0,048 = 36 kg

Massa = 36 kg.

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

R = O carro faz 8 km com 1 litro de gasolina. Com 3 litros fará 24 km. O posto está há uma distância de 24 km. Dados extraídos do texto.

1litro - 8 km

24litros - x?

x = 24 x 8 = 3 litros

1

v = 3litros ou 0,003 m³

d = 750 kg/m³

m =?

m = d x v

m = 750 kg/m³ x