Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 13.1 - Ex. 75
Um tanque muito grande é preenchido a uma profundidade de 250 cm com óleo que tem uma densidade de 860 kg/ e uma viscosidade de 180 mPas. Se as paredes de uma recipiente têm 5,00 cm de espessura, e um orifício cilíndrico de raio 0,750 cm é perfurado através da base do recipiente, qual é a vazão inicial (em L/s) do óleo através do furo?
Passo 1
Vamos anotar os dados da questão para facilitar a visualização:
(profundidade)
(densidade do óleo)
(viscosidade)
(espessura)
(raio)
Agora, vamos colocar as unidades no SI:
(profundidade)
(densidade do óleo)
(viscosidade)
(espessura)
(raio)
Passo 2
Feito isso, iremos utilizar a lei de Poiseuille para descobrir qual a vazão, desse modo:
Isolando a vazão temos,
Passo 3
Porém, deve ter percebido que não temos a pressão. Mas podemos utilizar a fórmula que relaciona a pressão com a altura, que a questão nos da. Assim,
Passo 4
Pronto! Agora só substituir a pressão na equação da vazão, temos que:
Substituindo os valores,
Transformando em L/s:
Resposta
2,91 L/s