Em relação à massa específica, densidade e peso específico dos fluidos são feitas as seguintes afirmações:
(I) A massa específica dos fluidos varia com a temperatura.
(II) A densidade dos fluidos não tem relação com a temperatura.
(III) A massa específica dos fluidos pode variar com a salinidade.
(IV) A estratificação térmica pode ocorrer em reservatórios profundos, durante o verão.
(V) A estratificação térmica não altera o peso específico de um fluido ao longo da vertical.
Quais itens são verdadeiros? Justifique.
(I) A massa específica dos fluidos varia com a temperatura.
(II) A densidade dos fluidos não tem relação com a temperatura.
(III) A massa específica dos fluidos pode variar com a salinidade.
(IV) A estratificação térmica pode ocorrer em reservatórios profundos, durante o verão.
(V) A estratificação térmica não altera o peso específico de um fluido ao longo da vertical.
Quais itens são verdadeiros? Justifique.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre massa específica, densidade e peso específico dos fluídos. Precisamos analisar cinco afirmações para ver quais são verdadeiras. Para isso, vamos entender como a temperatura e a salinidade influenciam essas propriedades e também o que é estratificação térmica em reservatórios profundos.
Passo 2
Vamos começar com a afirmação I: “A massa específica dos fluídos varia com a temperatura.”
A massa específica, que é a massa por unidade de volume (
), realmente muda quando a temperatura do fluido varia. Isso acontece porque, geralmente, o aumento da temperatura faz com que o fluido se expanda, aumentando o volume e, consequentemente, diminuindo a massa específica.
Passo 3
Agora, a afirmação II: “A densidade dos fluídos não tem relação com a temperatura.”
A densidade (
) é, na verdade, diretamente relacionada à temperatura. Assim como na massa específica, quando a temperatura aumenta, a densidade tende a diminuir porque o fluido se expande. Portanto, dizer que a densidade não tem relação com a temperatura está incorreto.
Passo 4
Passando para a afirmação III: “A massa específica dos fluídos pode variar com a salinidade.”
A salinidade afeta a massa específica dos fluídos, especialmente em líquidos como a água do mar. Quanto maior a salinidade, mais massa os sais adicionam ao volume do fluido, aumentando assim a massa específica. Então, essa afirmação é verdadeira.
Passo 5
Vamos para a afirmação IV: “A estratificação térmica pode ocorrer em reservatórios profundos, durante o verão.”
A estratificação térmica ocorre quando há camadas de água com diferentes temperaturas e, consequentemente, diferentes massas específicas. No verão, o aquecimento da superfície da água pode criar uma camada quente acima de uma camada mais fria e densa nos fundos. Isso é comum em reservatórios profundos, então essa afirmação é verdadeira.
Passo 6
Por fim, a afirmação V: “A estratificação térmica não altera o peso específico de um fluido ao longo da vertical.”
Na realidade, a estratificação térmica alter o peso específico ao longo da vertical porque diferentes camadas de temperatura têm massas específicas diferentes. A camada mais quente tem menor peso específico que a camada fria abaixo. Portanto, essa afirmação está errada.
Resposta
Os itens I, III e IV são verdadeiros.
Exercícios relacionados
Em relação à massa específica, densidade e peso específico dos fluidos são feitas as seguintes afirmações:
(I) A massa específica dos gases diminui com aumento de temperatura.
(II) A temperatura não influencia o peso específico dos gases.
(III) A massa específica dos líquidos em geral aumenta com o acréscimo de temperatura.
(IV) Em condição de equilíbrio, a densidade de um reservatório estratificado aumenta com a profundidade.
(V) Fluidos incompressíveis têm sua densidade alterada com variações de pressão.
Quais itens são verdadeiros? Justifique.
(I) A massa específica dos gases diminui com aumento de temperatura.
(II) A temperatura não influencia o peso específico dos gases.
(III) A massa específica dos líquidos em geral aumenta com o acréscimo de temperatura.
(IV) Em condição de equilíbrio, a densidade de um reservatório estratificado aumenta com a profundidade.
(V) Fluidos incompressíveis têm sua densidade alterada com variações de pressão.
Quais itens são verdadeiros? Justifique.
Um fio de cobre com diâmetro de 1 cm e resistência elétrica de
, é revestido por uma camada de isolamento em plástico com condutividade térmica
e
de espessura e. O isolamento está exposto a uma corrente de ar com temperatura igual a
e coeficiente de transferência de calor por convecção de
. Desprezando os efeitos da radiação na superfície externa do isolante e considerando que a temperatura da superfície do fio não pode ultrapassar
, determine o valor da corrente máxima que pode passar através desse fio.
Um recipiente esférico de instrumentos para medições submarinas, usado para sondagens e para medir condições da água, feito em aço inox (
; c =
;
) tem um raio de 20 cm e os seus equipamentos eletrônicos internos produzem uma taxa de geração de energia térmica uniforme igual a
durante seu funcionamento. O recipiente trabalha dentro de uma baía na qual a temperatura da água é de
e o coeficiente de convecção é de
. Calcule a taxa de variação da temperatura superficial do reservatório no tempo no instante em que o equipamento é ligado dentro da baía, considerando que a sua temperatura inicial é de
, devido ao mesmo estar exposto ao Sol antes ser submerso na água.
Em relação à massa específica, densidade e peso específico dos fluidos são feitas as seguintes afirmações:
(I) Para a maioria das aplicações, a água é um fluido incompressível.
(II) Água, álcool e ar atmosférico são exemplos de fluidos compressíveis.
(III) Em geral, os líquidos apresentam diminuição da massa específica com o aumento da temperatura.
(IV) Lagos estratificados apresentam redução da massa específica com aumento das profundidades.
(V) Salinidade e temperatura são fatores que interferem na massa específica dos líquidos.
Quais itens são verdadeiros? Justifique.
(I) Para a maioria das aplicações, a água é um fluido incompressível.
(II) Água, álcool e ar atmosférico são exemplos de fluidos compressíveis.
(III) Em geral, os líquidos apresentam diminuição da massa específica com o aumento da temperatura.
(IV) Lagos estratificados apresentam redução da massa específica com aumento das profundidades.
(V) Salinidade e temperatura são fatores que interferem na massa específica dos líquidos.
Quais itens são verdadeiros? Justifique.