Considerando o escoamento em condutos forçados, assinale
(Verdadeiro) ou
(Falso).
a. As pressões atuantes no interior das canalizações são sempre maiores que a pressão atmosférica.
Verdadeiro
Falso
b. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser iguais a pressão atmosférica.
Verdadeiro
Falso
c. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser menores que a pressão atmosférica.
Verdadeiro
Falso
d. O transporte da água é sempre efetuado por um sistema de bombeamento (energia externa).
Verdadeiro
Falso
e. O transporte da água pode ser realizado pela força gravitacional.
Overdadeiro
Falso
a. As pressões atuantes no interior das canalizações são sempre maiores que a pressão atmosférica.
b. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser iguais a pressão atmosférica.
c. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser menores que a pressão atmosférica.
d. O transporte da água é sempre efetuado por um sistema de bombeamento (energia externa).
e. O transporte da água pode ser realizado pela força gravitacional.
Passo 1
O enunciado pede para marcar Verdadeiro (V) ou Falso (F) para cinco afirmações sobre escoamento em condutos forçados. As afirmações são:
a. As pressões atuantes no interior das canalizações são sempre maiores que a pressão atmosférica.
b. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser iguais a pressão atmosférica.
c. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser menores que a pressão atmosférica.
d. O transporte da água é sempre efetuado por um sistema de bombeamento (energia externa).
e. O transporte da água pode ser realizado pela força gravitacional.
a. As pressões atuantes no interior das canalizações são sempre maiores que a pressão atmosférica.
b. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser iguais a pressão atmosférica.
c. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser menores que a pressão atmosférica.
d. O transporte da água é sempre efetuado por um sistema de bombeamento (energia externa).
e. O transporte da água pode ser realizado pela força gravitacional.
Informações relevantes dadas implicitamente: trata-se de “condutos forçados” (canalizações com escoamento em conduto fechado, normalmente com fluido preenchendo totalmente o tubo). A tarefa é julgar a veracidade de cada afirmativa.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa pressão em tubulações e os tipos de pressão que aparecem na prática.
- Denotamos por
a pressão absoluta no interior do conduto num ponto qualquer. - Denotamos por
a pressão atmosférica (valor de referência). - Muitas vezes usamos pressão manométrica (ou gauge), definida como
. Se a pressão é maior que a atmosférica; se é igual; se é menor.
Explicação didática: a pressão absolutaé o que realmente existe no fluido; falar “pressão maior/menor que a atmosférica” é comparar com . Não há nenhuma regra física que obrigue sempre dentro de um conduto fechado — isso depende da geometria, da elevação, e da energia disponível.
Passo 3
Vamos usar o conceito de energia do fluido em escoamento estacionário (Bernoulli) para ver como a pressão pode variar ao longo da tubulação. A forma simples da equação de Bernoulli (sem considerar perdas) entre dois pontos da mesma linha de corrente é:
onde:
-
é a pressão absoluta no ponto (N/m²), -
é o peso específico do fluido (N/m³), -
é a velocidade do fluido em m/s, -
é a gravidade (m/s²), -
é a cota geométrica do ponto (m).
Interpretação prática: se um ponto do conduto está muito acima de outro (
maior), para manter a mesma energia total pode ocorrer redução de
(ou aumento de velocidade) — logo a pressão pode diminuir com a elevação. Isso já começa a mostrar que pressões menores que
são possíveis em pontos altos de uma tubulação.
Passo 4
Exemplo concreto (sifão / ponto mais alto): imagine um reservatório com superfície livre exposta ao ar (pressão na superfície =
) que alimenta uma tubulação que sobe acima do nível do reservatório e depois desce. Aplicando Bernoulli entre a superfície livre do reservatório (ponto 1) e o ponto mais alto da tubulação (ponto 2), com velocidade praticamente igual em seções equivalentes, temos:
Rearranjando para
:
Se
for muito maior que
(isto é, o tubo sobe bastante) ou se a velocidade for significativa,
pode ficar menor que
(ou seja,
). Conclusão: pressões menores que a atmosférica são fisicamente possíveis em condutos fechados sem quebra de continuidade (até que se alcance a pressão de vapor e ocorra cavitação).
Passo 5
Comentando a afirmativa (a): “As pressões atuantes no interior das canalizações são sempre maiores que a pressão atmosférica.”
Por que é falsa: o “sempre” é o problema. Como vimos, dependendo da elevação e da distribuição de energia, pode ocorrer ,
ou
. Não há uma obrigatoriedade física de que
deva ser sempre maior que
. Portanto a afirmativa (a) é Falsa.
Por que é falsa: o “sempre” é o problema. Como vimos, dependendo da elevação e da distribuição de energia, pode ocorrer
Passo 6
Comentando a afirmativa (b): “As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser iguais a pressão atmosférica.”
Por que é verdadeira: exemplos simples — pontos com abertura para a atmosfera (saída da tubulação para um reservatório ou bocal aberto) têm . Além disso, se uma tubulação estiver ventilada em algum trecho, localmente a pressão será
. Logo, é possível e comum que em certos pontos
. Portanto (b) é Verdadeira.
Por que é verdadeira: exemplos simples — pontos com abertura para a atmosfera (saída da tubulação para um reservatório ou bocal aberto) têm
Passo 7
Comentando a afirmativa (c): “As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser menores que a pressão atmosférica.”
Por que é verdadeira: retomando o exemplo do ponto alto de um sifão ou de uma tubulação que sobe muito, o termo pode ser negativo o suficiente para tornar
. Esse fenômeno acontece frequentemente na prática e é a razão pela qual vigia-se a pressão de vapor para evitar cavitação. Assim, (c) é Verdadeira.
Por que é verdadeira: retomando o exemplo do ponto alto de um sifão ou de uma tubulação que sobe muito, o termo
Passo 8
Comentando as afirmativas (d) e (e) — fontes de energia para o transporte:
- Afirmativa (d): “O transporte da água é sempre efetuado por um sistema de bombeamento (energia externa).” — isto é muito absoluto. Na prática, a água pode ser conduzida por bombas (energia externa) ou por aproveitamento da energia potencial (gravidade). Logo não é sempre por bombeamento. Portanto (d) é Falsa.
- Afirmativa (e): “O transporte da água pode ser realizado pela força gravitacional.” — isto é verdadeiro: sistemas gravitários (reservatórios acima da área servida, adutoras descendentes, redes de água alimentadas por reservatórios elevados) usam a diferença de cota para gerar pressão e movimentar a água sem bombas. Portanto (e) é Verdadeira.
Resposta
a. F
b. V
c. V
d. F
e. V
b. V
c. V
d. F
e. V