Estudo dos Fluidos: Propriedades e Comportamento

ESTUDO DOS FLUIDOS Prof Carlos Mometti Definição do conceito de fluido na Física Propriedades físicas dos fluidos Estática dos fluidos Exemplos de fluidos no cotidiano Equação de Bernoulli dinâmica dos fluidos O QUE VAMOS ESTUDAR O QUE É UM FLUIDO Fluido é toda substância que se encontra nos estados físicos líquido ou gasoso e que possui a propriedade básica de fluir Isso significa que um fluido tem um comportamento físico que dependerá do meio pelo qual percorre Ex água em um cano tubo com creme dental gás por um gasoduto etc Quando estudamos a estática dos fluidos as principais propriedades são 1 Viscosidade esta propriedade é a que garante a facilidade ou não de movimentação deste fluido e depende do material 2 Pressão relação entre a força exercida por unidade de área superficial e a hidrostática dependência com a profundidade e a densidade 3 Volume espaço ocupado pelo fluido e por onde circula 4 Região de escoamento representada pelas linhas de escoamento O QUE É UM FLUIDO Lembrese Fluido é uma característica física do material Fluir é uma ação é ato do fluido percorrer uma dada trajetória ou linha de escoamento Esta diferença é muito importante para compreendermos a relação entre o fluxo de escoamento e a propriedade da viscosidade O QUE É UM FLUIDO Vale destacar esta propriedade Quando pegamos um tubo de creme dental por exemplo devemos apertálo para que o produto a ser utilizado saia Este ato de apertar caracteriza uma pressão sobre o tubo fazendo com que haja uma redução no volume ocupado pelo fluido e consequentemente seu escoamento para fora do tubo Desta forma dizemos que um fluido é mais viscoso com as propriedades químicas do material lhe dá maior flexibilidade neste escoamento Menos viscoso quando as propriedades químicas aumentam sua resistência ao escoamento VISCOSIDADE A pressão é dada na Física pela relação entre a força aplicada por unidade de área Neste sentido temos 𝑷 𝑭 𝑨 𝑵𝒎𝟐 Contudo utilizamos a expressão acima para indicar substâncias no estado sólido Para os líquidos utilizamos a pressão hidrostática a qual é dada por 𝒑 𝒑𝟎 𝝆 𝒈 𝒉 𝒂𝒕𝒎 𝒐𝒖 𝑷𝒂 𝒐𝒖 𝒃𝒂𝒓𝒓 𝒐𝒖 𝒎𝒎𝑯𝒈 𝒐𝒖 𝒕𝒐𝒓 A unidade de pressão depende do problema dado PRESSÃO É o espaço ocupado por um fluido Geralmente consideramos o tubo por onde escoa o encanamento etc O volume do fluido determinado aquilo que chamamos de linhas de escoamento Tais linhas são imaginárias e servemnos apenas para orientar o fluxo de escoamento que estamos estudando Assim para determinarmos o fluxo de escoamento ou também chamado de vazão utilizamos a seguinte expressão 𝝓 𝒎 𝑨 𝒌𝒈𝒎𝟐 VOLUME A região de escoamento é dada pelo caminho através do qual o fluido irá circular Geralmente representamos de acordo com a imagem a seguir REGIÃO DE ESCOAMENTO Fonte o autor Nos slides anteriores todos os conceitos apresentados fazem parte daquilo que chamamos de estática dos fluidos Isso significa que o estudo é direcionado para as características físicas do fluido quando em repouso Quando o fluido escoa por linhas de escoamento temos uma equação que descreve seu movimento Tal equação é chamada de Equação de Bernoulli EQUAÇÃO DE BERNOULLI A equação de Bernoulli explica o seguinte se aumentarmos a área através da qual o fluido escoa sua velocidade de escoamento tende a diminuir Do modo inverso se reduzirmos a a área por onde este fluido passa sua velocidade tende a aumentar de modo compensatório Assim o esquema abaixo representa juntamente com a sua equação da continuidade 𝑃1 𝑃2 1 2 𝜌 𝑣2 2 𝑣1 2 𝜌𝑔ℎ2 ℎ1 Fonte o autor EQUAÇÃO DE BERNOULLI