Em um tubo tem-se a entrada de ar (massa específica do ar=1,2 kg/m³) num reservatório com uma vazão de 15 L/s. Por outra entrada, é trazido um gás ...

Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação da continuidade e a equação de Bernoulli. A equação da continuidade nos diz que a vazão em um tubo é constante, ou seja, a vazão de entrada é igual à vazão de saída. Podemos escrever essa equação como: Q = A * v Onde Q é a vazão, A é a área da seção transversal do tubo e v é a velocidade do fluido. Assim, podemos calcular a velocidade do ar e do gás na entrada do reservatório: v1(ar) = Q/ar = 15 L/s / (1000 L/m³) / (0,01 m²) = 1,5 m/s v1(gás) = Q/gás = 5 L/s / (1000 L/m³) / (0,01 m²) = 0,5 m/s Agora, podemos utilizar a equação de Bernoulli para calcular a velocidade da mistura no tubo de descarga. A equação de Bernoulli relaciona a pressão, a velocidade e a altura de um fluido em um tubo. Podemos escrevê-la como: P + 1/2 * rho * v^2 + rho * g * h = constante Onde P é a pressão, rho é a massa específica do fluido, v é a velocidade, g é a aceleração da gravidade e h é a altura. Assumindo que a altura é constante, podemos simplificar a equação de Bernoulli para: P + 1/2 * rho * v^2 = constante Como a pressão é a mesma em todos os pontos do tubo, podemos escrever: 1/2 * rho1 * v1^2 = 1/2 * rho3 * v3^2 Onde rho1 e v1 são a massa específica e a velocidade da mistura na entrada do reservatório, e rho3 e v3 são a massa específica e a velocidade da mistura no tubo de descarga. Podemos resolver essa equação para encontrar a massa específica da mistura no tubo de descarga: rho3 = rho1 * v1^2 / v3^2 Substituindo os valores, temos: rho3 = 1,2 kg/m³ * (1,5 m/s)^2 / (10^-4 m²) / v3^2 + 0,5 kg/m³ * (0,5 m/s)^2 / (10^-4 m²) / v3^2 rho3 = 1,025 kg/m³ Agora, podemos utilizar a equação da continuidade novamente para calcular a velocidade da mistura no tubo de descarga: v3 = Q / A / rho3 Substituindo os valores, temos: v3 = 20 L/s / (1000 L/m³) / (10^-4 m²) / 1,025 kg/m³ v3 = 0,0195 m/s Portanto, a alternativa correta é a letra A: massa específica 3 = 1,025 kg/m³; velocidade 3 = 0,020 m/s.