Mecânica de fluidos

MECÂNICA DOS FLUIDOS

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CAPÍTULO 6
MECÂNICA DOS FLUIDOS
6.1 Definição
Os fluidos compreendem os líquidos e os gases.
Os líquidos escoam sob a ação da gravidade até ocuparem as regiões mais baixas possíveis dos vasos que os contêm.
Os gases se expandem até ocuparem todo o volume do vaso, qualquer que seja a forma.
Num gás, a separação média de duas moléculas é grande diante do tamanho da molécula.
Num líquido ou num sólido as moléculas estão muito próximas uma das outras e exercem forças de interação comparáveis às forças de ligação dos átomos nas moléculas.

6.2 Densidade
É a razão entre a massa e o volume de uma amostra

ρ=

m
V

6.1

No cgs, a densidade da água é 1 g/cm3, e é uma referência para a medida de densidade.
Convertendo para o SI, temos ρágua =

1g cm 3

×

kg
3

10 g

(100cm )3
×
m

3

= 103 kg / m 3

6.2

As densidades das substâncias, entre elas a da água, variam com a temperatura. A equação
(2) dá o valor máximo da densidade da água, que ocorre a 4°C.
A unidade de volume conveniente para fluidos é o litro (L):
1L = 103 cm3 = 10 −3 m 3

6.3

A densidade da água, a 4°C, é de 1,00 kg/L. Se,
•
•

ρcorpo > ρágua: o corpo afunda na água ρcorpo < ρágua: o corpo flutua na água

A razão entre a densidade de uma substância e a densidade da água é a densidade relativa.
Exemplo 6-1: Um balão de vidro, de 200 ml, está cheio com água, a 4°C. Aquecido a 80°C perde 6 g de água. Qual a densidade da água a 80°C? (Desprezar a expansão do balão.)

Apostila elaborada pela Profª. Ângela Emilia de Almeida Pinto – CAV/UDESC

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Solução:
•

Cálculo da massa de água no balão, a 4°C, sabendo que ρ = 1 g/cm3: m = ρ V = (1 g/cm3)(200 cm3) = 200 g

•

Cálculo da massa de água restante, m´, depois da perda de 6 g: m´= m – 6 g = 200 g – 6 g = 194 g

•

Cálculo da densidade da água a 80°C: ρ´= m´
194 g
=
= 0,97 g / cm3
3
V 200 cm

6.3 Pressão num Fluido