Calcule algumas propriedades dos fluidos: Um recipiente de 360 litros é enchido, através de um tubo flexível, em 3 minutos e 20 segundos. Calcule a vazão em volume
e a vazão em peso em N/s. Considere
água
.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a gente tem aqui. Temos um recipiente que comporta 360 litros de água e ele está sendo enchido em 3 minutos e 20 segundos através de um tubo flexível. Nosso objetivo é descobrir duas coisas:
- A vazão em volume, que é quanto volume de água está entrando por segundo, medida em metros cúbicos por segundo (
). - A vazão em peso, que é a força com que a água está entrando por segundo, medida em Newtons por segundo (N/s).
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de vazão volumétrica e vazão mássica. Também vamos converter unidades para facilitar os cálculos.
Passo 2
Primeiro, vamos converter o volume do recipiente de litros para metros cúbicos, já que a vazão em volume precisa estar em
.
Sabemos que:
Então:
Passo 3
Agora, vamos converter o tempo de enchimento de minutos e segundos para apenas segundos, pois queremos a vazão em segundos.
Temos 3 minutos e 20 segundos:
Passo 4
Com o volume em metros cúbicos e o tempo em segundos, podemos calcular a vazão volumétrica (
) usando a fórmula:
Passo 5
Agora, vamos calcular a vazão mássica (
), que nos dá a massa de água que está passando por segundo. A fórmula para isso é:
onde
é a densidade da água. Sabemos que:
Então:
Passo 6
Para encontrar a vazão em peso (
), usamos a relação entre massa e peso, que é:
onde
é a aceleração da gravidade, aproximadamente
.
Então:
Resposta
A vazão em volume é de
e a vazão em peso é de aproximadamente
.