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.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre massa específica, densidade e peso específico dos fluidos e apresenta cinco afirmações sobre esses conceitos. Nosso objetivo aqui é analisar cada uma dessas afirmações para determinar quais são verdadeiras. Para isso, vamos precisar entender o que é massa específica, densidade, peso específico, compressibilidade dos fluidos e como fatores como temperatura, salinidade e profundidade afetam essas propriedades.

Passo 2

Primeiro, vamos clarificar alguns conceitos:
  • Massa específica: É a massa por unidade de volume de uma substância, geralmente representada pela letra ρ (rho). A fórmula é:
    onde é a massa e é o volume.
  • Densidade: Muitas vezes usada como sinônimo de massa específica, embora tecnicamente possa ter definições específicas dependendo do contexto.
  • Peso específico: É o peso por unidade de volume, dado por:
    onde é a aceleração da gravidade.
  • Compressibilidade: Refere-se à capacidade de um fluido de reduzir seu volume sob pressão. Fluidos incompressíveis apresentam variação de volume muito pequena sob pressão.

Passo 3

Vamos analisar cada afirmação:
Afirmação I: “Para a maioria das aplicações, a água é um fluido incompressível.”
A água é geralmente considerada incompressível porque sua massa específica não varia significativamente sob pressões comuns em aplicações práticas. Portanto, essa afirmação é verdadeira.
Afirmação II: “Água, álcool e ar atmosférico são exemplos de fluidos compressíveis.”
Aqui temos um erro. A água e o álcool são considerados fluidos incompressíveis na maioria das aplicações, enquanto o ar é um fluido compressível. Logo, esta afirmação é falsa.
Afirmação III: “Em geral, os líquidos apresentam diminuição da massa específica com o aumento da temperatura.”
Normalmente, quando a temperatura aumenta, os líquidos expandem, fazendo com que a massa específica diminua. Portanto, essa afirmação é verdadeira.
Afirmação IV: “Lagos estratificados apresentam redução da massa específica com aumento das profundidades.”
Na realidade, em lagos estratificados, a massa específica geralmente aumenta com a profundidade devido a variações de temperatura e salinidade. Assim, essa afirmação é falsa.
Afirmação V: “Salinidade e temperatura são fatores que interferem na massa específica dos líquidos.”
Isso é correto. Tanto a salinidade quanto a temperatura afetam a massa específica dos líquidos, alterando sua densidade. Portanto, essa afirmação é verdadeira.

Resposta

Os itens I, III e V são verdadeiros.

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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) 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.
Um reservatório esférico que armazena rejeitos radioativos que geram calor a uma taxa uniforme de é composto por uma casca esférica de chumbo com um raio interno e espessura de . O interior da casca de chumbo é totalmente preenchido pelos rejeitos. É aplicado um revestimento externamente a casca de chumbo com espessura de 3 cm . Esse reservatório é mergulhado em um meio líquido cuja temperatura é , que proporciona um coeficiente convectivo de na superfície externa do conjunto esférico. Determine a temperatura máxima dos rejeitos radioativos, considerando que a condutividade térmica do material é .
No tocante à viscosidade dos fluidos, são feitas as seguintes afirmações:
(I) Fluidos viscoelásticos não apresentam deformações sob tensões cisalhantes.
(II) Fluidos newtonianos apresentam diagrama reológico linear.
(III) A viscosidade de fluidos newtonianos permanece constante com a variação da taxa de deformação.
(IV) Fluidos pseudoplásticos apresentam queda da viscosidade com o aumento das tensões cisalhantes.
(V) Fluidos dilatantes apresentam queda da viscosidade com o aumento das tensões cisalhantes.
Em relação às afirmações, quais itens são verdadeiros? Justifique.