Um tubo capilar de
de diâmetro é inserido verticalmente em água exposta a atmosfera. Determine quão alto a água vai chegar dentro do tubo. Considere o ângulo de contato na parede interna do tubo como
e a tensão superficial como
.
Passo 1
Vamos resolver um exercício de física sobre capilaridade. Temos um tubo capilar com diâmetro de
inserido verticalmente em água. Precisamos descobrir até que altura a água vai subir dentro desse tubo. Para isso, vamos utilizar conceitos de tensão superficial e ângulo de contato.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula que relaciona a altura de subida da água no tubo capilar:
Onde:
-
é a altura que a água sobe, -
é a tensão superficial da água, -
é o ângulo de contato, -
é a densidade da água, -
é a aceleração da gravidade, -
é o raio do tubo.
Passo 3
Vamos identificar os valores fornecidos:
- Diâmetro do tubo,
, - Ângulo de contato,
, - Tensão superficial,
.
Passo 4
Calculamos o raio do tubo:
Passo 5
Usamos os valores padrão para a densidade da água e a aceleração da gravidade:
- Densidade da água,
, - Aceleração da gravidade,
.
Passo 6
Substituímos todos os valores na fórmula:
Resposta
Após calcular, a água sobe aproximadamente
dentro do tubo capilar.
Exercícios relacionados
O espaço entre duas placas paralelas planas quadradas é preenchido com óleo. Cada lado da placa tem 60 cm . A espessura da película de óleo é de
. A placa superior, que se move a 2,5 metros por segundo, requer uma força de
para manter a velocidade.
Determine: :
i. a viscosidade dinâmica do óleo, e
ii. a viscosidade cinemática do óleo se a sua densidade for 0,95 .
ii. a viscosidade cinemática do óleo se a sua densidade for 0,95 .
Considere que, num reservatório de água aberto com
de diâmetro e 5 m de altura, completamente cheio, surgiu um orifício de
de diâmetro na parede do tanque, situado a 4 m abaixo da superfície da água. Se a perda de carga do fluido na saída do orifício for considerada desprezível, determine a velocidade média e a vazão volumétrica de fluido na saída do orifício. R:
Um oleoduto com 6 km de comprimento e diâmetro uniforme opera com um gradiente de pressão de
transportando um derivado de petróleo de massa específica
. Se a cota da seção de saída do oleoduto situa-se 14 m acima da cota de entrada, e considerando que a aceleração da gravidade local é
. Determine a perda de carga total associada ao escoamento. R: 16