Equilibrio de corpos fluidos

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Equilibrio de Corpos Fluidos

TEC04080 – Fenomenos de Transporte V

O que é um fluido?
Os estados da matéria podem ser divididos em sólidos e fluidos. Os sólidos tendem a ser rígidos, mantendo a forma, enquanto os fluidos tendem a escoar. Os fluidos incluem os líquidos, que fluem até ocupar as regiões mais baixas para preencher o recipientes, e os gases, que se expandem para encher osrecipientes.
Os fluidos que existem na natureza sempre apresentam uma espécie de atrito interno, ou viscosidade. Substâncias como a água e o ar apresentam pequena viscosidade(escoam com facilidade), enquanto que outras substâncias, como a glicerina e o óleo apresentam viscosidade elevada.
O estudo da viscosidade é necessário para os fluidos em movimento (hidrodinâmica). Neste estudo, vamos focar nosfluidos em repouso, a Hidrostática.
Densidade Absoluta ou Massa Específica
Densidade absoluta ou massa específica é a grandeza que dá a medida da concentração da massa de uma substância num determinado volume. Define-se densidade pela razão entre a massa da substância e o volume correspondente.
d=m/V
A unidade de densidade no Sistema Internacional (SI) é kg/m³, entretanto a unidade mais usualé g/cm³.
Relação entre kg/m³ e g/cm³
Sabendo que 1g = 1x10-3kg e 1cm³ = 1x10-6m³
Então 1g/cm³ = 1x103 kg/m³
exemplos:
dágua= 1g/cm³= 1x103 kg/m³
dHg= 13,6 g/cm³ = 13,6x103 kg/m³.

Densidade de algumas substâncias
Substância Densidade
(g/cm³) Substância Densidade
(g/cm³)
Hidrogênio 0,00009 Gasolina(a 15ºC) 0,74
Ar 0,00129 Álcool etílico(a 0ºC) 0,79
Oxigênio 0,00143 Água do mar(a0ºC) 1,03
Hélio 0,000179 Água(a 4ºC) 1,00
Dióxido de Carbono 0,00198 Sangue(a 25ºC) 1,01
Madeira jacarandá 0,87 Glicerina(a0ºC) 1,26
Madeira baraúna 1,23 Mercúrio(a 0ºC) 13,6
Madeira benguê 0,41 Vidro de 2,4 a 2,8
Gelo 0,92 Alumínio 2,70
Papel de 0,7 a 1,2 Ferro 7,9
Magnésio 1,75 Aço 7,9
Prata 10,9 Cobre de 8,9
Osso de 1,7 a 2,0 Urânio 18,7
Exemplo: Modificando a densidade
Estaexperiência mostra que a densidade de fluidos como a água não é sempre a mesma, mudando conforme a quantidade de substâncias que a ela são acrescentadas. Se você observar na tabela, a densidade da água salgada é maior que a densidade da água "doce", portanto é bem mais fácil flutuar na água do mar do que na piscina.Utilizando um ovo, um copo de vidro e uma colher de sopa de água e sal, podemos observar amudança de interação entre o corpo e o fluido.
Encha o copo com água. Coloque o ovo. Você observará que o ovo afunda na água, pois a densidade do ovo é maior do que o da água.Vá colocando sal à água e mexa com cuidado. O ovo vai subir ligeiramente. Vá acrescentando mais e mais sal à água, até que o ovo flutue na superfície do fluido. Observe que a densidade do ovo continua a mesma, o que mudou foia densidade da água.

Podemos notar que a água salgada apresenta uma densidade maior que a água "doce".
Pressão
Consideremos uma superfície de área S sobre a qual se distribui perpendicularmente um sistema de forças cuja resultante é F.
Define-se a pressão média na superfície considerada como sendo a relação entre a intensidade da força atuante F e a área S da superfície.
Para assituações que estudaremos, vamos considerar uma distribuição uniforme das forças atuantes, de modo que a pressão média coincida com a pressão em qualquer ponto.
Pressão é uma grandeza escalar, ficando, portanto, perfeitamente caracterizada pelo valor numérico e pela unidade, não apresentando nem direção e sentido.

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p=F/S - Pressão é proporcional a Força sobre a a área aplicada
Unidades de pressão:No Sistema Internacional, a unidade de pressão é o newton por metro quadrado (N/m²), também denominado pascal(Pa)
No sistema CGS( C: centímetro; G: grama; S: segundo) a unidade de pressão é dina por centímetro quadrado (dyn/cm²) também denominado bária(ba)
1 Pa = 10 ba
Outras medidas:
1 atm = 1kg/cm² = 101 292,8 N/m²
1 bar = 1,02 kg/cm²
1 psi = 0,07 kg/cm²
1 atm = 10,2 N/cm²
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