Considerando o escoamento em condutos forçados, assinale V (Verdadeiro) ou F (Falso).
a. As pressões atuantes no interior das canalizações são sempre maiores que a pressão atmosférica.
\bigcirc Verdadeiro \bigcirc Falso
b. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser iguais a pressão atmosférica.
\bigcirc Verdadeiro \bigcirc Falso
c. As pressões atuantes no interior das canalizações podem ser menores que a pressão atmosférica.
\bigcirc Verdadeiro \bigcirc Falso
d. O transporte da água é sempre efetuado por um sistema de bombeamento (energia externa).
\bigcirc Verdadeiro \bigcirc Falso
e. O transporte da água pode ser realizado pela força gravitacional.
Overdadeiro \bigcirc Falso

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.
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 p a pressão absoluta no interior do conduto num ponto qualquer.
  • Denotamos por p_{atm} a pressão atmosférica (valor de referência).
  • Muitas vezes usamos pressão manométrica (ou gauge), definida como p_{gauge}=p-p_{atm}. Se p_{gauge}>0 a pressão é maior que a atmosférica; se p_{gauge}=0 é igual; se p_{gauge}<0 é menor.
    Explicação didática: a pressão absoluta p é o que realmente existe no fluido; falar “pressão maior/menor que a atmosférica” é comparar p com p_{atm}. Não há nenhuma regra física que obrigue sempre p>p_{atm} 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:
\frac{p}{\gamma}+\frac{v^{2}}{2g}+z=\text{constante}
onde:
  • p é a pressão absoluta no ponto (N/m²),
  • \gamma é o peso específico do fluido (N/m³),
  • v é a velocidade do fluido em m/s,
  • g é a gravidade (m/s²),
  • z é a cota geométrica do ponto (m).
Interpretação prática: se um ponto do conduto está muito acima de outro ( z maior), para manter a mesma energia total pode ocorrer redução de \dfrac{p}{\gamma} (ou aumento de velocidade) — logo a pressão pode diminuir com a elevação. Isso já começa a mostrar que pressões menores que p_{atm} 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 = p_{atm}) 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:
\frac{p_{2}}{\gamma}+\frac{v^{2}}{2g}+z_{2}=\frac{p_{atm}}{\gamma}+0+z_{1}.
Rearranjando para p_{2}:
p_{2}=p_{atm}+\gamma\bigl(z_{1}-z_{2}\bigr)-\gamma\frac{v^{2}}{2g}.
Se z_{2} for muito maior que z_{1} (isto é, o tubo sobe bastante) ou se a velocidade for significativa, p_{2} pode ficar menor que p_{atm} (ou seja, p_{gauge}<0). 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 p>p_{atm}, p=p_{atm} ou p<p_{atm}. Não há uma obrigatoriedade física de que p deva ser sempre maior que p_{atm}. Portanto a afirmativa (a) é Falsa.

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 p=p_{atm}. Além disso, se uma tubulação estiver ventilada em algum trecho, localmente a pressão será p_{atm}. Logo, é possível e comum que em certos pontos p=p_{atm}. Portanto (b) é Verdadeira.

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 \gamma(z_{1}-z_{2}) pode ser negativo o suficiente para tornar p_{2}<p_{atm}. 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.

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

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