A figura mostra o escoamento de água na qual a tubulação apresenta uma redução de seção. Na seção (1) o diâmetro D1=8cm e a velocidade V1=5m/s. Na ...

(a) Para determinar a pressão relativa na seção (1), podemos utilizar a equação de Bernoulli, que relaciona a pressão, a velocidade e a altura em um fluido em movimento. Como não há variação de altura entre as seções (1) e (2), podemos desprezar o termo de energia potencial. Assim, temos: P1 + 1/2 * rho * V1^2 = P2 + 1/2 * rho * V2^2 Onde: P1 = pressão na seção (1) rho = densidade da água V1 = velocidade na seção (1) P2 = pressão na seção (2) V2 = velocidade na seção (2) Como a pressão na seção (2) é igual à pressão atmosférica (patm), temos: P2 = patm = 101,32 kPa A velocidade na seção (2) pode ser determinada a partir da equação de continuidade, que estabelece que a vazão em um fluido é constante ao longo de um tubo de seção variável. Assim, temos: A1 * V1 = A2 * V2 Onde: A1 = área da seção (1) A2 = área da seção (2) Substituindo os valores fornecidos, temos: A1 = pi * D1^2 / 4 = pi * 8^2 / 4 = 50,27 cm^2 A2 = pi * D2^2 / 4 = pi * 5^2 / 4 = 19,63 cm^2 V2 = A1 * V1 / A2 = 5 * 50,27 / 19,63 = 12,85 m/s Substituindo os valores na equação de Bernoulli, temos: P1 + 1/2 * 1000 * 5^2 = 101,32 + 1/2 * 1000 * 12,85^2 P1 = 71,7 kPa Assim, a alternativa correta é a letra A. (b) Para determinar a perda de carga entre as seções (1) e (2), podemos utilizar a equação de Bernoulli novamente, mas agora considerando a perda de carga devido à redução de seção. Assim, temos: P1 + 1/2 * rho * V1^2 + rho * g * h1 = P2 + 1/2 * rho * V2^2 + rho * g * h2 + hf Onde: hf = perda de carga g = aceleração da gravidade h1 = altura do manômetro na seção (1) h2 = altura do manômetro na seção (2) Substituindo os valores fornecidos, temos: P1 + 1/2 * 1000 * 5^2 + 1000 * 9,81 * 0,58 = 101,32 + 1/2 * 1000 * 12,85^2 + 0 + hf hf = P1 - P2 + 1/2 * rho * (V2^2 - V1^2) - rho * g * (h2 - h1) hf = 71,7 - 101,32 + 1/2 * 1000 * (12,85^2 - 5^2) - 1000 * 9,81 * 0,58 hf = 0,32 m Assim, a alternativa correta é a letra B.