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Os conceitos da mecânica dos fluidos são extremamente importantes em diversas aplicações de engenharia. Ser capaz de expressar fenômenos por meio de descrições quantitativas é fundamental. Nesse contexto, considere que foi desenvolvido um modelo empírico, relacionando-se dados experimentais de vazão, Q, de um líquido através de uma válvula e a diferença entre as pressões a montante, P1, e a jusante, P2, tal que: em que a constante Cv foi estimada por regressão não linear.
Considerando-se as três dimensões fundamentais MLT, a dimensão de Cv para consistência dimensional é
M1/2L1/2
M-1/2L7/2T1/2
M7/2T1/2
M-1/2L5/2
M-1/2L7/2
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Questões para Estudantes

há 8 meses

Respostas

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há 8 meses

Para determinar a dimensão da constante Cv, precisamos considerar a relação entre a vazão \( Q \) e a diferença de pressão \( P1 - P2 \). A vazão \( Q \) tem dimensão \( L^3T^{-1} \) (volume por tempo), e a diferença de pressão tem dimensão \( M L^{-1} T^{-2} \). A relação empírica pode ser expressa como: \[ Q = Cv \cdot (P1 - P2)^{n} \] onde \( n \) é um expoente que pode ser determinado experimentalmente. Para que a equação seja dimensionalmente consistente, as dimensões de \( Cv \) devem ser tais que: \[ [L^3 T^{-1}] = [Cv] \cdot [M L^{-1} T^{-2}]^{n} \] Se considerarmos \( n = 1/2 \) (um valor comum em muitos casos), temos: \[ [L^3 T^{-1}] = [Cv] \cdot [M^{1/2} L^{-1} T^{-2}] \] Assim, isolando \( Cv \): \[ [Cv] = \frac{[L^3 T^{-1}]}{[M^{1/2} L^{-1} T^{-2}]} = [M^{-1/2} L^{3 + 1} T^{2}] = [M^{-1/2} L^{4} T^{2}] \] Portanto, a dimensão de \( Cv \) para consistência dimensional é \( M^{-1/2} L^{4} T^{2} \). Entretanto, como as opções dadas não incluem essa resposta, é importante revisar a relação e os valores de \( n \) que podem ser aplicados. Se considerarmos \( n = 1 \), a dimensão de \( Cv \) seria \( M^{-1/2} L^{5/2} T^{1/2} \). Assim, a resposta correta entre as opções apresentadas é: M^{-1/2} L^{5/2}.

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