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Fenômenos de Transporte

Colégio Objetivo
(UFPR, 2006, adaptado) Na reprodução da experiência de Torricelli em um determinado dia, em Curitiba, o líquido manométrico utilizado foi o mercúrio, cuja densidade é 13,6 g/cm3, tendo-se obtido uma coluna com altura igual a 75 cm, conforme a figura. Se tivesse sido utilizado como líquido manométrico um óleo com densidade de 0,85 g/cm3, qual teria sido a altura da coluna de óleo? (g=10m/s2) Assinale a alternativa correta:

12 m (Alternativa correta)
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Para resolver essa questão, podemos usar a relação entre a altura da coluna de líquido e a densidade do líquido em um manômetro. A pressão exercida pela coluna de mercúrio deve ser igual à pressão exercida pela coluna de óleo. A fórmula que relaciona a altura (h), a densidade (d) e a gravidade (g) é: \[ P = d \cdot g \cdot h \] Para o mercúrio: - Densidade do mercúrio (d₁) = 13,6 g/cm³ = 13600 kg/m³ - Altura do mercúrio (h₁) = 75 cm = 0,75 m - Aceleração da gravidade (g) = 10 m/s² Calculando a pressão do mercúrio: \[ P₁ = d₁ \cdot g \cdot h₁ = 13600 \cdot 10 \cdot 0,75 = 102000 \, \text{Pa} \] Agora, para o óleo: - Densidade do óleo (d₂) = 0,85 g/cm³ = 850 kg/m³ - Queremos encontrar a altura do óleo (h₂). Igualando as pressões: \[ P₁ = P₂ \] \[ 102000 = 850 \cdot 10 \cdot h₂ \] Resolvendo para h₂: \[ h₂ = \frac{102000}{850 \cdot 10} = \frac{102000}{8500} \approx 12 \, \text{m} \] Portanto, a altura da coluna de óleo seria aproximadamente 12 m. A alternativa correta é 12 m.

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A figura a seguir mostra um trecho de uma tubulação de água composto por uma bomba. A pressão na seção 1 (entrada da bomba) é 1,5 kgf/cm2. A pressão na seção 2 (saída da bomba) é de P2 = 3,1 kgf/cm2. Sendo o rendimento da bomba de 77%. Assinale a alternativa que corresponde à potência da bomba. Despreze a perda de carga na bomba.

Dados: Vazão de escoamento Q= 80 L/s. D1 = D2 = 75 mm. g = 9,8 m/s2, γagua=9800N/m3.

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