Ed
há 6 meses
Para calcular a altura máxima \( h \) que um sifão pode operar para drenar água de um reservatório, podemos usar o princípio da pressão hidrostática. 1. Pressão atmosférica: A pressão atmosférica \( P_a \) é equivalente à pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 76 cm. Convertendo isso para metros, temos: \[ P_a = \rho_{Hg} \cdot g \cdot h_{Hg} = 13,6 \, \text{g/cm}^3 \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot 0,76 \, \text{m} \] Convertendo a densidade de mercúrio para kg/m³: \[ \rho_{Hg} = 13,6 \, \text{g/cm}^3 = 13600 \, \text{kg/m}^3 \] 2. Pressão da coluna de água: A pressão que a coluna de água exerce é dada por: \[ P_{água} = \rho_{água} \cdot g \cdot h \] Onde \( \rho_{água} = 1000 \, \text{kg/m}^3 \). 3. Igualando as pressões: Para que o sifão funcione, a pressão da coluna de água deve ser igual à pressão atmosférica: \[ P_a = P_{água} \] \[ 13600 \, \text{kg/m}^3 \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot 0,76 \, \text{m} = 1000 \, \text{kg/m}^3 \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot h \] 4. Resolvendo para \( h \): \[ h = \frac{13600 \cdot 0,76}{1} = 10336 \, \text{m} \] Portanto, a altura máxima \( h \) que o sifão pode operar para drenar água de um reservatório é de aproximadamente 10,34 metros. Raciocínio: O sifão funciona devido à diferença de pressão entre os dois lados da coluna de água. A pressão atmosférica empurra a água para cima, e a altura máxima que pode ser alcançada é limitada pela pressão que a coluna de água pode exercer, que deve ser igual à pressão atmosférica.
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