Um desafio prático e muito comum nas residências é a obtenção de uma pressão maior da água nos pontos onde serão instaladas as torneiras, chuveiros, etc. Para aumentar a pressão hidrostática (quando a água ainda não está saindo da torneira) muitas sugestões são dadas. Algumas delas estão listadas a seguir. Examine-as:
I) Substitua a caixa d’água por uma maior, não importando a forma ou as dimensões da caixa, desde que possa conter um volume maior de água que antes. O peso adicional da água dará uma pressão maior em toda a tubulação hidráulica.
II) Aumente o comprimento da tubulação colocando a caixa d’água o mais longe possível da saída de água em que se deseja aumentar a pressão. Desta maneira os canos reterão uma maior massa de água e então, ao abrir uma torneira, a sua energia de movimento fará a pressão aumentar.
III) Pode usar até uma caixa d’água menor, mas erga-a colocando-a o mais alto possível em relação ao ponto em que se deseja aumentar a pressão. Desta forma a pressão hidrostática aumentará.
Das sugestões fornecidas, é (são) correta(s):
a) todas elas.
b) apenas I, e II
c) apenas a III.
d) apenas II e III.
e) apenas a II.

Passo 1

O enunciado apresenta três sugestões para aumentar a pressão hidrostática nos pontos de saída de água. O conteúdo envolvido é a hidroestática, em que a pressão num ponto de um líquido em repouso depende apenas da densidade do líquido, da gravidade e da diferença de altura entre esse ponto e a superfície livre. Vamos usar a fórmula
P = rho,g,h
onde P é a pressão, rho a densidade da água, g a aceleração da gravidade e h a altura da coluna de água acima do ponto considerado.

Passo 2

Analisando a sugestão I: “Substitua a caixa d’água por uma maior, não importando a forma ou dimensões”. O que importa para a pressão em um ponto é a altura h da coluna de água, não o volume total. Aumentar somente o volume mantendo a mesma altura não muda h, logo não altera P. Portanto, a sugestão I está incorreta.

Passo 3

Analisando a sugestão II: “Aumente o comprimento da tubulação colocando a caixa d’água o mais longe possível”. A pressão estática no ponto de saída continua dependendo só de h. A massa de água na tubulação não aumenta a pressão estática; na prática, tubos mais longos geram mais perda de carga por atrito, reduzindo a pressão ao final. Logo, a sugestão II também está incorreta.

Passo 4

Analisando a sugestão III: “Use uma caixa d’água menor, mas erga-a colocando-a o mais alto possível em relação ao ponto”. Aumentando a altura h entre a superfície da água e o ponto de saída, temos um aumento direto de P = rho g h. Essa é exatamente a forma correta de elevar a pressão hidrostática. Logo, a sugestão III está correta.

Resposta

c) apenas a III.

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