Defina:
f) vazão.

Passo 1

O enunciado pede uma definição: explicar o que é “vazão”. Não há outros dados numéricos nem condições extras — só é necessário definir o conceito e, se útil, mostrar fórmulas e unidades para que você entenda como usar a definição na prova.

Passo 2

Definição básica e ideia física (passo-a-passo lento e informal).
Vazão é, basicamente, a “quantidade de fluido” que passa por uma certa seção por unidade de tempo. Pense assim: se você observar um cano e contar quanto volume de água passa por um corte do cano em 1 segundo, essa contagem é a vazão volumétrica. É uma razão (quantidade dividido por tempo), então sempre tem formato “algo por tempo”.

Passo 3

Vazão volumétrica — fórmula e explicação das variáveis.
A forma matemática mais comum é a vazão volumétrica, definida por
Q=\dfrac{\mathrm{d}V}{\mathrm{d}t},
onde:
  • Q é a vazão volumétrica;
  • \mathrm{d}V é o volume de fluido que atravessa a seção em um pequeno intervalo de tempo \mathrm{d}t.
    Explicação: \mathrm{d}V/\mathrm{d}t significa “quanto volume passa por unidade de tempo”, e quando a vazão é constante podemos usar a versão finita Q=\dfrac{\Delta V}{\Delta t}.

Passo 4

Unidades e interpretação numérica.
As unidades mais usadas são:
  • \mathrm{m}^3/\mathrm{s} no SI (metros cúbicos por segundo);
  • outras unidades práticas: \mathrm{L}/\mathrm{s} (litros por segundo) ou \mathrm{m}^3/\mathrm{h} (metros cúbicos por hora).
    Interpretação: se Q=0,01\\ \mathrm{m}^3/\mathrm{s}, significa que a cada segundo passam 0{,}01\\ \mathrm{m}^3 de fluido pela seção considerada.

Passo 5

Relação com velocidade média e área da seção — como aplicar na prova.
Se o fluido atravessa uma seção de área A com velocidade média \bar v perpendicular à seção, a vazão volumétrica é
Q = A\,\bar v.
Aqui A é a área da seção (por exemplo, \pi D^2/4 para um cano de diâmetro D) e \bar v é a velocidade média do fluido através dessa seção. Na prova, quando te derem velocidade e diâmetro de um tubo, use primeiro A=\pi D^2/4 e depois calcule Q com Q=A\bar v.

Passo 6

Vazão mássica e relação com densidade — quando usar.
Às vezes a prova pede a vazão em massa (importante em problemas de transferência de massa e balanços de energia). A vazão mássica é
\dot m = \dfrac{\mathrm{d}m}{\mathrm{d}t} = \rho\,Q,
onde:
  • \dot m é a vazão mássica;
  • \rho é a densidade do fluido (por exemplo, \mathrm{kg}/\mathrm{m}^3);
  • Q é a vazão volumétrica.
    Interpretação: se a densidade muda (fluido compressível), \dot m pode ser a quantidade conservada mesmo quando Q varia.

Passo 7

Exemplinho prático rápido (para fixar).
Suponha um cano com diâmetro D=0{,}1\\ \mathrm{m} e velocidade média \bar v=2\\ \mathrm{m}/\mathrm{s}. Primeiro calcule a área:
A=\dfrac{\pi D^2}{4}=\dfrac{\pi(0{,}1)^2}{4}\approx 7{,}85\times 10^{-3}\\ \mathrm{m}^2.
Depois a vazão:
Q=A\bar v\approx 7{,}85\times 10^{-3}\cdot 2 \approx 1{,}57\times 10^{-2}\\ \mathrm{m}^3/\mathrm{s}.
Isso significa que a cada segundo passam cerca de 0{,}0157\\ \mathrm{m}^3 de fluido.

Passo 8

Dicas de prova e armadilhas comuns.
  • Verifique se o problema pede vazão volumétrica ( Q) ou mássica ( \dot m); se for mássica, lembre da relação \dot m=\rho Q.
  • Cuidado com unidades (m/s e m^2 dão m^3/s — sempre confira).
  • Para escoamento incompressível e estacionário, use a continuidade: A_1\bar v_1 = A_2\bar v_2 (isso é útil para relacionar vazões/velocidades em seções diferentes).
  • Se aparecer velocidade local não uniforme, a definição integral é Q=\iint_A v_n\,\mathrm{d}A, onde v_n é a componente normal da velocidade; na maioria das provas introdutórias usam velocidade média para simplificar.

Resposta

Vazão (volumétrica) é a razão entre o volume de fluido que atravessa uma seção e o tempo, dada por Q=\dfrac{\mathrm{d}V}{\mathrm{d}t} (unidade típica \mathrm{m}^3/\mathrm{s}); relaciona-se com velocidade média e área por Q=A\bar v e com a vazão mássica por \dot m=\rho Q.

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