Um tubo vertical com
de diâmetro e comprimento de 20 m apresenta uma pressão de
na sua extremidade superior. Quando água escoa pelo tudo com uma velocidade de
, há uma perda de carga de
. Encontre a pressão na extremidade inferior do tubo quando o escoamento é (b) de baixo para cima. Adote
e
.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede. Temos um tubo vertical de comprimento
(diâmetro não entra na conta, porque a velocidade é uniforme) por onde a água escoa de baixo para cima a
. Na extremidade superior (ponto 2) a pressão é
e a gente sabe que, andando esse fluxo, rola uma perda de carga
. Queremos achar a pressão na extremidade inferior (ponto 1),
.
Conteúdo: vamos usar a Equação de Bernoulli com perda de carga. Precisamos de e do peso específico da água
.
Conteúdo: vamos usar a Equação de Bernoulli com perda de carga. Precisamos de
Passo 2
Escrevendo Bernoulli entre ponto 1 (inferior) e ponto 2 (superior), com perda de carga:
Onde:
-
(referência no fundo) -
-
(fluxo constante)
Passo 3
Reorganizando para isolar
:
Como
, o termo
some. Então:
Passo 4
Basta pôr os números:
Convertendo para kPa:
Resposta
A pressão na extremidade inferior do tubo é aproximadamente
.