Propriedades Básicas de Fluidos: Massa, Peso Específico, Volume Específico e Densidade, Notas de aula de Termodinâmica

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MECÂNICA DOS

FLUIDOS I- MECFLU I

Araras – SP, Abril de 2020.

Prof. Dr. José Erinaldo da Fonsêca

Uniararas – Fundação Herminio Ometto

*PROPRIEDADES BÁSICAS DOS FLUIDOS

*TENSÃO DE CISALHAMENTO

*LEI DA VISCOSIDADE DE NEWTON

*PRESSÃO

AULA 2

PROPRIEDADE DOS FLUIDOS

 Visto que o peso está relacionado com a massa (P =

mg), podemos observar que o peso específico está

relacionado com a massa específica da seguinte

forma.

 A massa específica da água, com unidade padrão, é

dada por:

1000 kg/m^3

PROPRIEDADE DOS FLUIDOS

 Volume Específico: É a razão do volume por

unidade de peso.

 Ou, razão do volume por unidade de massa:

s

V

V

P W

s

V

V

m

PROPRIEDADE DOS FLUIDOS

 Densidade: razão entre a massa específica de

uma substância e a massa específica de uma

outra substância tomada como padrão.

 A massa específica e o peso indicam o “peso” de

um fluido – Insuficientes para caracterizar o

comportamento dos fluidos.

substância

padrão

d

PROPRIEDADE DOS FLUIDOS

 Água e Óleo podem ter massa específica

aproximadamente iguais – mas possuem

comportamento distintos quando escoam.

 Viscosidade: propriedade adicional para

descrever a “fluidez” das substâncias, μ. Logo

mais a frente essa propriedade será deduzida.

TENSÃO EM UM PONTO

 Na natureza existem distintas interações

consideradas fundamentais, ou distintos campos

fundamentais, ou ainda, distintas forças

fundamentais.

TENSÃO EM UM PONTO

 Pressão e força de atrito são exemplos de força de

superfície.

 As forças de superfície podem ser

decompostas em duas componentes:

 1 – Componentes tangenciais (cisalhamento).

 2 – Componentes normais (compressão).

COEFICIENTE DE VISCOSIDADE

 Viscosidade: resulta da resistência de uma lâmina de partículas sobre outra quando existe movimento relativo.

 O fluido numa dada área flui para uma nova área.

 Cada partícula do fluido movendo-se em paralelo à lâmina.

 A velocidade v variando uniformemente de zero, na lâmina estacionária, até v 0 , na lâmina superior.

COEFICIENTE DE VISCOSIDADE

 Experimentos mostram que:

 A razão v/Y é a velocidade angular da linha vertical, ou a

razão de deformação angular do fluido.

 Também pode ser escrita na forma diferencial:

 é a tensão de cisalhamento. Assim, define-se um

coeficiente de proporcionalidade – coeficiente de viscosidade.

Quando substituímos a proporcionalidade por

uma igualdade, obtemos

o coeficiente de viscosidade μ.

Lei da viscosidade de Newton

Y

Av

Ft 

Y

v

A

Ft



dY

dv

A

Ft

  

dY

dv

  

DIAGRAMA REOLÓGICO

 A razão de deformação do fluido (du/dy) é diretamente

proporcional a tensão de cisalhamento.

 Reologia: ciência que estuda a deformação e o escoamento de

materiais.

PRESSÃO

 Em mecânica dos fluidos, a pressão resulta de uma

força de compressão normal agindo sobre uma área.

 É uma grandeza escalar.

 Em um fluido em equilíbrio a pressão é transmitida

com igual intensidade em todas as direções.

 Em um mesmo plano horizontal, para todos os pontos,

as intensidades de pressão são iguais.

0

lim

n n

A

F dF

P

  A dA

PRESSÃO

 Se a pressão da água no fundo de um recipiente fosse maior do que a pressão no fundo de outro recipiente mais estreito, o que aconteceria?

PRESSÃO

 A pressão não tem

direção

preferencial.

 A pressão da água

atua sobre as

paredes de um

recipiente.