A tensão superficial pode causar efeitos interessantes em fluidos. Ondas capilares podem ser formadas na superfície de um fluido como resultado da tensão superficial. Elas têm comprimentos de onda curtos. A velocidade de uma onda capilar (V) depende da tensão superficial (
), do comprimento de onda
e da massa específica do líquido (
). (b) Qual o efeito da quadruplicação do valor de
sobre o cálculo de V?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre ondas capilares, que são aquelas ondas que aparecem na superfície de um líquido por causa da tensão superficial. O que a gente precisa resolver aqui é como a quadruplicação da tensão superficial
afeta a velocidade da onda capilar
. Pra fazer isso, vamos precisar entender a relação entre essas variáveis, usando a fórmula que liga
, o comprimento de onda
, a massa específica
e a velocidade
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula que relaciona a velocidade da onda capilar com os outros parâmetros. A fórmula é:
onde
é o número de onda, que está relacionado ao comprimento de onda
pela fórmula
.
Passo 3
Substituindo
na fórmula de
, temos:
Então, a velocidade
depende diretamente da raiz quadrada da tensão superficial
.
Passo 4
Agora, queremos ver o que acontece com
quando
é quadruplicada. Vamos chamar a nova tensão superficial de
.
Substituindo
na fórmula:
Resposta
Ao quadruplicar o valor de
, a velocidade da onda capilar
dobra, ou seja,
.
Exercícios relacionados
Um canal retangular com largura de 50 m transporta uma vazão de
com uma profundidade de escoamento inicial de 2 m . Após uma mudança de declividade a profundidade passa a ser de
. Supondo ausência de perda de carga entre os trechos a montante e a jusante do local da mudança de declividade, determine:
© A profundidade sobre uma soleira com altura de , caso esta seja implantada no segundo trecho do canal.
© A profundidade sobre uma soleira com altura de
Um canal trapezoidal com largura de fundo igual a
, relação entre taludes de
:
, coeficiente de rugosidade de Manning
e declividade de fundo
transporta em regime uniforme uma vazão
. Em uma determinada seção existe um degrau com altura de fundo
.
(b) Verifique se o degrau influencia as condições de escoamento a montante. Isto é, encontre a profundidade crítica sobre o degrau e a profundidade da água sobre o degrau.
(b) Verifique se o degrau influencia as condições de escoamento a montante. Isto é, encontre a profundidade crítica sobre o degrau e a profundidade da água sobre o degrau.
A tensão superficial pode causar efeitos interessantes em fluidos. Ondas capilares podem ser formadas na superfície de um fluido como resultado da tensão superficial. Elas têm comprimentos de onda curtos. A velocidade de uma onda capilar (V) depende da tensão superficial (
), do comprimento de onda
e da massa específica do líquido (
). © Qual o efeito da quadruplicação do valor de
sobre o cálculo de V?
Um aquecedor de água é fabricado com um fio de resistência enrolado uniformemente num tubo de 10 mm de diâmetro e 4 m de comprimento. O elemento de resistência mantém um fluxo de calor uniforme de
. A vazão mássica da água é de
e a sua temperatura de entrada é de
. a. Prove que o escoamento é completamente desenvolvido. b. Calcule a temperatura da superfície do tubo à saída.