Uma tubulação de diâmetro de 2,5 cm é utilizada para encher...

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Q1893531 Engenharia Mecânica
Uma tubulação de diâmetro de 2,5 cm é utilizada para encher uma caixa d’água de 1.000 litros de volume útil, conforme ilustra a figura a seguir. A caixa d’água leva uma hora para encher com a válvula de distribuição aberta, fornecendo um fluxo constante de água a uma velocidade de 0,2 m/s.
Imagem associada para resolução da questão
Com base nessa situação, julgue o item a seguir.

Para encher a caixa d’água nas condições apresentadas, a água deve entrar na caixa d’água com velocidade superior a 0,50 m/s.  
Alternativas

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Gabarito: CORRETO

Importante lembrar que o sistema está em constante vazão, ou seja:

Q sistema = Q entrada – Q saída

Q sistema = V / t

Q sistema = 1 m³ / 3600 s = 2,77 x 10^-4 m³/s

Q entrada = v entrada . A entrada

v entrada: é o que a pergunta pede

A entrada: (π . (0,025)²)/4 = 4,9x10^-4 m²

Q entrada = v entrada . 4,9 x 10^-4 m²

Q saida = v saida . A saida

v saída = 0,2 m/s (que para facilitar os cálculos eu uso 2x10^-1)

A saída = π . 0,01² = 3,14x10^-4 m²

Q saida = 2x10^-1 . 3,14x10^-4

Q saída = 6,28x10^-5 m³/s

Q sistema = Q entrada – Q saída

2,77 x 10^-4 = v entrada . 4,9 x 10^-4 - 6,28x10^-5 m³/s ( divide todos os termos pelo termo x10^-4 em comum)

2,77 = 4,9 v entrada – 0,628

2,77 + 0,628 = 4,9 v entrada

3,398 = 4,9 v entrada

v entrada = 3,398 / 4,9

v entrada = 0,69 m/s

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