O tanque da figura tem grandes dimensões e descarrega a água pelo tubo indicado considerando o fluido ideal e aplicando a equação de Bernoulli e da...

Para determinar a vazão de água descarregada pelo tubo, é necessário utilizar a equação da continuidade e a equação de Bernoulli. A equação da continuidade estabelece que a vazão de um fluido é constante em qualquer seção transversal de um tubo. Assim, podemos escrever: Q = A1.V1 = A2.V2 Onde Q é a vazão de água descarregada, A1 e A2 são as áreas das seções transversais do tanque e do tubo, respectivamente, e V1 e V2 são as velocidades da água nessas seções. Já a equação de Bernoulli estabelece que a soma da energia potencial, da energia cinética e da energia de pressão de um fluido é constante ao longo de uma linha de corrente. Assim, podemos escrever: P1 + 1/2.ρ.V1² + ρ.g.h1 = P2 + 1/2.ρ.V2² + ρ.g.h2 Onde P1 e P2 são as pressões na superfície livre do tanque e na saída do tubo, respectivamente, ρ é a densidade da água, g é a aceleração da gravidade, h1 e h2 são as alturas da superfície livre do tanque e da saída do tubo em relação a um mesmo plano de referência, respectivamente. Substituindo V1 = Q/A1 e V2 = Q/A2 na equação da continuidade, podemos obter: Q = A2/A1 . (2.(P1 - P2)/ρ + 2.g.(h1 - h2))^(1/2) Substituindo os valores das áreas, pressões e alturas, temos: Q = 10 cm²/100 cm² . (2.(1 atm - 0,5 atm)/(1000 kg/m³) + 2.9,81 m/s².(2 m - 1 m))^(1/2) Q = 0,1 . (2.(0,5 atm)/(1000 kg/m³) + 2.9,81 m/s².(1 m))^(1/2) Q = 0,1 . (0,001 + 19,62)^(1/2) Q = 0,1 . 4,44 Q = 0,444 m³/s Portanto, a vazão de água descarregada pelo tubo é de 0,444 m³/s.