O conceito de vazão

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Física II 
 
 
 
 
O CONCEITO DE VAZÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
Introdução .................................................................................................................................... 2 
 
Objetivos ....................................................................................................................................... 2 
 
1. Vazão ......................................................................................................................................... 2 
1.1. Alguns exemplos de aplicação ........................................................................................... 4 
 
Exercícios ...................................................................................................................................... 5 
 
Gabarito ........................................................................................................................................ 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
No Brasil, mesmo não tendo todo seu potencial devidamente utilizado, o 
transporte hidroviário é um dos importantes modais para a indústria e logística. Ele 
é feito nas modalidades marítima e fluvial, sendo que a marítima corresponde a 
quase 75% do comércio internacional. Esse tipo de transporte é utilizado tanto para 
mercadorias quanto para pessoas. 
Algo importante para esse tipo de transporte é a eclusa, que permite 
embarcações a se deslocarem em locais onde há desníveis de água, essenciais para 
acessos de embarcações em grandes extensões de hidrovias. Um exemplo de seu 
uso é na bacia de Platina, na qual há uma sequência de eclusas que permitem a 
navegação regular pela hidrovia Tietê-Paraná. Para o funcionamento das eclusas é 
necessário conhecimentos de hidrodinâmica, como o conceito de vazão que 
estudaremos nessa e nas próximas apostilas, ele é essencial para dosar o quanto de 
enchimento ou escoamento de água é necessário para nivelar a embarcação. Você já 
conhecia esse tipo de transporte? Sabe de suas vantagens? 
Objetivos 
• Conceituar a vazão de um fluido. 
• Conhecer situações cotidianas que envolvam o conceito de vazão. 
 
1. Vazão 
A vazão pode ser dividida em vazão volumétrica e vazão mássica, 
primeiramente exploraremos a vazão volumétrica e posteriormente a vazão mássica. 
Só pelo nome você consegue diferenciá-las? 
O conceito geral de vazão está relacionado com a passagem ou escoamento 
de algum material, sólido particionado ou fluido, por unidade de tempo. 
Como exemplo, podemos pensarem um sistema de distribuição de água de 
uma cidade. Esses sistemas configuram-se como um conjunto de vários condutos 
interligados que visam distribuir água ao longo de um percurso, chegando a nossas 
casas, por exemplo. Já nas nossas casas, também temos um sistema desses em 
escala menor. 
Para trabalhar com esses sistemas, os profissionais precisam definir o 
tamanho dos canos que farão parte dos condutos, considerar as diferenças de altura 
entre os canos, montar um tipo de esquema desses canos, que basicamente poderá 
ser uma rede ramificada, na qual todas as saídas dependem de um duto principal, 
 
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tendo isso como desvantagem, pois qualquer problema no duto principal paralisa 
todo o abastecimento de água do sistema. O sistema pode ser também do tipo rede 
em anéis, também chamada de “malhada”, nesse tipo de rede existem vários dutos 
que a água pode seguir, dessa maneira elimina-se o problema da dependência. 
Para fazer as escolhas referentes a esses sistemas, os profissionais precisam 
saber qual o objetivo final. Em cada caso, um sistema ou outro será melhor, e nessa 
escolha um dos parâmetros a ser analisado é a vazão de líquido que cada duto 
desses sistemas necessita. Para isso, precisam saber a pressão da água em cada 
ponto, dosar o diâmetro dos canos de acordo com a pressão requerida e a vazão de 
água necessária. 
A vazão de líquidos que está sendo analisada é a quantidade de volume de 
líquido que passa por determinado ponto por unidade de tempo, quanto maior a 
vazão, maior a quantidade de água que estará escoando pelo ponto do duto 
analisado. Por isso essa quantidade, a vazão, é importante na escolha dos dutos e do 
próprio tipo de sistema que será escolhido. 
01 
A vazão de um líquido, como a água saindo de uma torneira, relaciona a quantidade do volume que 
passa por unidade de tempo. 
 
IMPORTANTE! 
 
 
 
 
A partir do exemplo contextualizado, podemos definir a 
vazão volumétrica como: 
Grandeza física que representa a medida da 
quantidade de volume líquido que escoa por uma 
seção de escoamento por unidade de tempo. 
 
 
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1.1. Alguns exemplos de aplicação 
A vazão é uma grandeza necessária em muitos tipos de sistemas, no tópico 
principal discutimos o conceito a partir de um sistema bastante presente no nosso 
cotidiano, o de distribuição de água de uma cidade. Você consegue pensar em 
outros sistemas além desse? 
Bem, vamos ver mais alguns. O conceito de vazão é extremamente 
importante tanto para processos físicos quanto químicos, podemos pensar, por 
exemplo, no condicionamento de ar. Nesse exemplo, quando temos um sistema de 
ar condicionado visamos proporcionar um ambiente agradável, para isso a vazão de 
ar frio precisa ser dosada para tornar o ambiente como esperamos. Assim, o sistema 
é montado de maneira a receber a informação da temperatura do ambiente local em 
que se quer controlar para então poder corrigir a vazão de ar frio nesse ambiente e, 
por meio da convecção, em que o ar quente sobe e o ar frio desce, regularizar a 
temperatura do ambiente como queremos. 
Outro exemplo é em grandes indústrias, nas quais existem vários maquinários 
que têm como funcionamento tubulações em que passam gases ou líquidos. Nesses 
tipos de máquinas, sempre há perdas de pressão, também chamadas de perdas de 
carga, que representam perdas para a vazão desses líquidos ou gases e podem 
significar perda de eficácia da máquina. As perdas acontecem por atrito do fluido e 
choques com as paredes das tubulações, para minimizá-las e garantir vazão 
significativa para o maquinário, os profissionais precisam levar em conta o 
comprimento dos dutos, a quantidade de desnível, quantas curvas existem, como 
serão os tipos de emendas, a potência das válvulas, os medidores que instalarão 
para controle etc. Isso tudo deve ser feito considerando que se quer manter a vazão 
dentro de um intervalo aceitável para não comprometer o funcionamento do 
maquinário. 
Outros exemplos mais cotidianos podem ser o próprio uso de uma torneira 
ou de um chuveiro. Por meio da abertura do registro, controlamos a quantidade de 
água que queremos que saia da torneira ou do chuveiro, certo? Quando você faz 
isso, está, basicamente, controlando a vazão de água. 
Outro exemplo é o que exploramos na introdução dessa apostila, lembra? O 
uso das eclusas no transporte hidroviário é basicamente um controle de vazão. As 
eclusas precisam ser enchidas ou esvaziadas dependendo do nível que se quer 
deixar as embarcações, para fazer isso basicamente se controla a vazão da água que 
entra ou sai da eclusa. Veja na imagem a seguir um exemplo de uma embarcação em 
uma eclusa em processo de enchimento. 
 
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Eclusa de Barra Bonita em São Paulo no processo de enchimento. 
Exercícios 
1. (Autor, 2019) A vazão é uma grandeza física que relaciona duas outras 
grandezas físicas, são elas: 
a. Volume e área 
b. Volume e tempo 
c. Área e tempo 
d. Área e forçae. Força e velocidade 
 
2. (Autor, 2019) A vazão está presente em muitos sistemas que estamos 
acostumados a conviver no dia a dia. Sobre o conceito de vazão, podemos 
afirmar corretamente: 
a. Não há aplicações de vazão em contextos mais próximos da 
realidade, precisamos abstrair para conseguir citá-los. 
b. A vazão é uma grandeza química, pois afeta a estrutura da matéria 
que está sendo analisada. 
c. Podemos pensar em vazão mássica e vazão volumétrica, 
dependendo da unidade que usaremos para medir essa grandeza. 
d. Podemos pensar em vazão mássica e vazão de área, dependendo da 
unidade que usaremos para medir essa grandeza. 
e. Conhecer a força de atrito que interage com o líquido estudado é 
essencial para medir sua vazão através de uma seção observada. 
 
3. (Autor, 2019) O conceito de vazão pode ser bastante explorado por meio de 
exemplos e aplicações cotidianas, entre essas aplicações podemos citar: 
 
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a. O atrito de um bloco sobre uma superfície. 
b. A queda de uma maçã. 
c. A ligação de um carro elétrico. 
d. O arrastar de uma cadeira em uma superfície molhada. 
e. O controle de ar em um sistema de ar condicionado. 
Gabarito 
1. B 
a. Incorreto. 
b. Correto. A vazão mede a quantidade volume que passa por uma seção 
por unidade de tempo. 
c. Incorreto. 
d. Incorreto. 
e. Incorreto. 
 
2. C 
a. Incorreto. Há várias aplicações próximas do cotidiano, como a de água 
saindo por torneira ou chuveiro, conforme os exemplos citados. 
b. Incorreto. A vazão é uma grandeza física, não altera a estrutura da 
matéria. 
c. Correto. 
d. Incorreto. Ela pode ser mássica ou volumétrica. 
e. Incorreto. Não precisamos conhecer forças de atrito para medir a vazão. 
 
3. E 
a. Incorreto. Isso tem a ver com forças, leis de Newton. 
b. Incorreto. Isso é estudo da gravitação. 
c. Incorreto. Isso é estudo da eletricidade. 
d. Incorreto. Isso é estudo da dinâmica, leis de Newton. 
e. Correto. Foi um dos exemplos citados na apostila, inclusive. 
 
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Resumo 
Começamos conversando sobre o transporte hidroviário, mais 
especificamente das eclusas, em que se controla a vazão para esvaziá-las ou enchê-
las de acordo com o nível em que se quer deixar a embarcação. 
Falamos do próprio conceito de vazão através de um contexto bastante 
cotidiano, o sistema de distribuição de água de uma cidade. Vimos que a vazão 
volumétrica é uma grandeza física que mede a quantidade de volume de líquido 
passa por um ponto de observação por unidade de tempo. 
Para fechar vimos mais alguns exemplos práticos, foram eles: 
condicionamento de ar, no qual controla-se a vazão de ar frio para deixar o ambiente 
com temperatura agradável; maquinário de indústrias, em que se monta o 
maquinário pensando sempre em uma faixa aceitável de vazão dos líquidos ou gases 
que fazem as máquinas funcionar; torneiras e chuveiros, vimos um exemplo 
bastante simples, mas que está muito presente em nosso dia a dia - quando 
controlamos a quantidade água que sai desses aparelhos, estamos controlando a 
vazão da água; por fim, retomamos o exemplo das eclusas. 
 
 
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Referências bibliográficas 
FEYMMAN, Richard. P; LEIGHTON, Robert B.; SANDS, Matthew. Lições de Física. Porto Alegre: Bookman, 2008. 3 v. 
Tradução de Adriana Válio Roque da Silva. 
HIBBELER, R. C. Resistência dos Materiais. 3.º Ed., Editora Livros Técnicos e Científicos. 2000. 
LEJBMAN, Iuda D. Goldman Vel. Fluidos. 2017. Disponível em: 
<https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3593584/mod_resource/content/1/Notas%20de%20Aula%20-
%20Fluidos.pdf>. Acesso em: 22 abr. 2019. 
Referências imagéticas 
FIGURA 1. Disponível em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%C3%81gua_da_torneira.JPG?uselang=pt>. 
Acesso em: 24 abr 2019 às 8h30. 
FIGURA 2. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Eclusa#/media/File:Barrabonita.JPG>. Acesso em: 06 
mai 2019 às 14h30.