Assinale a alternativa correta sobre os conceitos de vazão. *
Vazão corresponde à área de fluido que passa por uma seção transversal por determinado período de tempo e sua unidade em \mathrm{m}^{2} / \mathrm{s}.
Vazão corresponde à velocidade de fluido que passa por uma seção transversal por determinado período de tempo e sua unidade em m/s.
Vazão corresponde à tensão de fluido que passa por uma seção longitudinal por determinado período de tempo e sua unidade em Pascal.
Vazão corresponde ao volume de fluido que passa por uma seção transversal por determinado período de tempo e sua unidade em \mathrm{m}^{3} / \mathrm{s}.
Vazão corresponde ao volume de fluido que passa por uma seção longitudinal com uma velocidade e sua unidade em m/s.

Passo 1

O enunciado pede que eu assinale a alternativa correta sobre o conceito de vazão. As informações/alternativas dadas são (copiadas do enunciado):
  • Vazão corresponde à área de fluido que passa por uma seção transversal por determinado período de tempo e sua unidade em \mathrm{m}^{2} / \mathrm{s}.
  • Vazão corresponde à velocidade de fluido que passa por uma seção transversal por determinado período de tempo e sua unidade em \mathrm{m}/\mathrm{s}.
  • Vazão corresponde à tensão de fluido que passa por uma seção longitudinal por determinado período de tempo e sua unidade em Pascal.
  • Vazão corresponde ao volume de fluido que passa por uma seção transversal por determinado período de tempo e sua unidade em \mathrm{m}^{3} / \mathrm{s}.
  • Vazão corresponde ao volume de fluido que passa por uma seção longitudinal com uma velocidade e sua unidade em \mathrm{m}/\mathrm{s}.
O que é pedido: identificar qual dessas frases descreve corretamente o que é vazão e sua unidade.

Passo 2

Definição clara e básica de vazão (a ideia principal que você deve saber na prova).
A vazão volumétrica, que normalmente chamamos de vazão e denotamos por Q, é a taxa de variação do volume de fluido que atravessa uma seção por unidade de tempo. Em fórmula:
Q=\frac{dV}{dt}
onde:
  • Q é a vazão volumétrica;
  • V é o volume de fluido que passou pela seção (unidade \mathrm{m}^{3});
  • t é o tempo (unidade \mathrm{s}).
Agora a unidade vem direto da fórmula: dividir volume ( \mathrm{m}^{3}) por tempo ( \mathrm{s}) dá unidade de vazão
\text{unidade de }Q = \frac{\mathrm{m}^{3}}{\mathrm{s}}.
Explicação do porquê: vazão mede quanto de “volume” passa por segundo — não mede área nem só velocidade nem tensão.

Passo 3

Relação prática muito útil entre área da seção e velocidade média.
Se o fluido atravessa uma seção de área A (unidade \mathrm{m}^{2}) com velocidade média normal à seção v (unidade \mathrm{m}/\mathrm{s}), a vazão é dada por
Q = A \, v.
Aqui:
  • A é a área da seção transversal (perpendicular ao sentido do escoamento);
  • v é a velocidade média do fluido através dessa seção.
Verificação dimensional rápida: \mathrm{m}^{2}\times\mathrm{m}/\mathrm{s}=\mathrm{m}^{3}/\mathrm{s}, consistente com a definição de Q.
Exemplo numérico simples (para fixar): se A=0,01\\ \mathrm{m}^{2} e v=2\\ \mathrm{m}/\mathrm{s}, então
Q = 0,01\times 2 = 0,02\\ \mathrm{m}^{3}/\mathrm{s}.
Isso quer dizer que a cada segundo passam 0,02\\ \mathrm{m}^{3} de fluido — interpretação física direta.

Passo 4

Agora vou checar cada alternativa usando o que vimos.
  1. “Vazão corresponde à área de fluido … unidade \mathrm{m}^{2} / \mathrm{s}.”
  • Problema: área tem unidade \mathrm{m}^{2}. Vazão não é área por tempo; a definição correta envolve volume por tempo. Logo está incorreta.
  1. “Vazão corresponde à velocidade … unidade \mathrm{m}/\mathrm{s}.”
  • Problema: velocidade tem unidade \mathrm{m}/\mathrm{s} e é uma grandeza distinta. A vazão volumétrica pode ser obtida multiplicando área por velocidade média ( Q=Av), mas vazão não é a velocidade em si. Está incorreta.
  1. “Vazão corresponde à tensão … unidade Pascal.”
  • Problema: Pascal ( \mathrm{Pa}=\mathrm{N}/\mathrm{m}^{2}) é unidade de pressão/tensão, que é outra grandeza física (força por área). Não descreve volume por tempo. Está incorreta.
  1. “Vazão corresponde ao volume de fluido que passa por uma seção transversal por determinado período de tempo e sua unidade em \mathrm{m}^{3} / \mathrm{s}.”
  • Isto é exatamente a definição que pusemos em \;Q=\dfrac{dV}{dt}\; e a unidade coincide com \mathrm{m}^{3}/\mathrm{s}. Está correta.
  1. “Vazão corresponde ao volume de fluido que passa por uma seção longitudinal com uma velocidade e sua unidade em \mathrm{m}/\mathrm{s}.”
  • Problema: mistura termos confusos (“seção longitudinal” não é a usual expressão para a seção perpendicular ao escoamento) e diz unidade \mathrm{m}/\mathrm{s}, que é unidade de velocidade, não de vazão. Está incorreta.

Passo 5

Conclusão: a alternativa que corresponde corretamente ao conceito de vazão (volume por tempo, unidade \mathrm{m}^{3}/\mathrm{s}) é a quarta alternativa. Força aí — decorar a fórmula Q=dV/dt e a relação Q=Av resolve a maioria das questões sobre vazão na prova.

Resposta

Vazão corresponde ao volume de fluido que passa por uma seção transversal por determinado período de tempo e sua unidade em \mathrm{m}^{3} / \mathrm{s}.

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