Calcule o fluxo, em litros/s, de um líquido não - viscoso através de uma abertura de 0,5 cm^2 de área de 2,5 cm abaixo do nível do líquido, em um tanque aberto.

Passo 1

O enunciado pede o fluxo volumétrico de um líquido não-viscoso saindo por uma abertura de área A = 0,5:cm^2, localizada a h = 2,5:cm abaixo do nível livre de um tanque aberto. O conteúdo é escoamento ideal e vamos usar o teorema de Torricelli, que relaciona a velocidade de saída do fluido com a altura de carga.

Passo 2

Primeiro, convertemos as unidades para o SI. Sabendo que 1:cm = 0,01:m e 1:cm^2 = 10^-4:m^2, temos:
A = 0,5:cm^2 = 0,5 times 10^-4:m^2 = 5,0 times 10^-5:m^2
h = 2,5:cm = 2,5 times 0,01:m = 0,025:m

Passo 3

Pelo teorema de Torricelli, a velocidade de escoamento na saída vale
v = raiz2,g,h
sendo g = 9,81:m/s^2.

Passo 4

Substituindo os valores, calculamos a velocidade:
v = raiz2 times 9,81 times 0,025 = raiz0,4905 approx 0,7004:m/s

Passo 5

O fluxo volumétrico em m^3/s é dado por
Q = A cdot v = 5,0 times 10^-5 times 0,7004 approx 3,502 times 10^-5:m^3/s

Passo 6

Por fim, convertemos para litros por segundo usando 1:m^3 = 1000:L:
Q = 3,502 times 10^-5 times 1000 approx 0,0350:L/s

Resposta

0,035 L/s

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