Uma torneira enche a água de um tanque, cuja a capacidade é 6.000 L em 1 h e 40 min. Para calcular a vazão em volume, em massa e em peso, utiliza-se as equações Q = V / t; QM = ρQ; e Qg = gQM, respectivamente. Considera-se que ρH2O = 1.000 kg/m³ e g = 10 m/s². Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre balanço global de massa e energia e balanço de energia mecânica, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) A vazão em volume será de 10-3 m³. II. ( ) A vazão em massa será de 1 kg/s. III. ( ) A vazão em peso será de 10 N/s. IV. ( ) Se a capacidade do tanque for 7.000 L, logo, a vazão em volume será 10 L/s. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:

Vamos calcular as vazões a partir dos dados.

Dados

• Volume do tanque: $6000\,\text{L} = 6\,\text{m}^3$
• Tempo: $1\,\text{h}40\,\text{min} = 100\,\text{min} = 6000\,\text{s}$
• Densidade da água: $\rho = 1000\,\text{kg/m}^3$
• Gravidade: $g=10\,\text{m/s}^2$

I) Vazão volumétrica

$Q = \dfrac{V}{t} = \dfrac{6}{6000} = 0{,}001\,\text{m}^3/\text{s} = 10^{-3}\,\text{m}^3/\text{s}$.

A afirmação I diz “$10^{-3}\,\text{m}^3$” (faltou o por segundo, mas o valor numérico de vazão está coerente com $10^{-3}\,\text{m}^3/\text{s}$). V.

II) Vazão mássica

$Q_M = \rho\,Q = 1000\cdot 10^{-3} = 1\,\text{kg/s}$.

Logo, II é V.

III) Vazão em peso

$Q_g = g\,Q_M = 10\cdot 1 = 10\,\text{N/s}$.

Logo, III é V.

IV) Se a capacidade for 7000 L

Se mantivermos a mesma torneira (mesma vazão), então a vazão volumétrica não muda; o que muda é o tempo para encher.

Além disso, para dar $10\,\text{L/s}$, a vazão teria que ser $0{,}01\,\text{m}^3/\text{s}$, que é 10 vezes maior que a encontrada ($0{,}001\,\text{m}^3/\text{s}$). Portanto, IV é F.

Sequência: V, V, V, F.