Mecânica dos Fluidos

Páginas: 47 (11644 palavras) Publicado: 6 de junho de 2014
Mecânica dos Fluidos

1 - Conceitos de hidrostática aplicados.
1.1. Conceito de fluido.

Antes de estudarmos fluidos, devemos lembrar que a matéria, como a conhecemos, se apresenta em três diferentes estados físicos, de acordo com a agregação de partículas: o estado sólido, o estado líquido e o estado gasoso.
O estado sólido caracteriza-se por conferir a um corpo forma e volume bemdefinidos. Os líquidos e os gases, ao contrário dos sólidos, não possuem forma própria: assumem, naturalmente, a forma do recipiente que os contém. Os líquidos têm volume definido, enquanto os gases, por serem expansíveis, ocupam todo o volume do recipiente que estejam ocupando.

Fluido é uma substância que pode escoar (fluir) e, assim, o termo inclui líquidos e gases, que diferem, notavelmente, emsuas compressibilidades; um gás é facilmente comprimido, enquanto um líquido é, praticamente, incompressível. A pequena (mínima) variação de volume de um líquido sob pressão pode ser omitida nas situações iniciais desta apostila.

Como vimos acima, os líquidos têm volume definido, enquanto os gases, por serem expansíveis, ocupam todo o volume do recipiente em que estejam contidos. Estes aspectossão importantes, pois em refinarias a aplicação destes conceitos é fundamental no estudo das características físicas e químicas, de vapores, gasolina, petróleo, GLP e outros derivados.

Estado = Forma / Volume = sólido / Definida = definido / Líquido = indefinida / Definido = gasoso / Indefinida = indefinido.




Sólido, Líquido e Gasoso.
Como vimos à propriedade comum a estes dois estadosfísicos, de forma indefinida, (líquido e gasoso) é escoar ou "fluir", com facilidade, através de um condutor ou duto. Estudaremos aqui os "fluidos ideais", também chamados fluidos perfeitos.

Nos fluidos ideais, consideremos que não existe atrito entre as moléculas que se deslocam quando o fluido escoa, nem atrito entre o fluido e as paredes do condutor. De qualquer maneira, este problema deatrito só será importante no estudo dos fluidos em movimento (hidrodinâmica) e, basicamente, não influirá sobre os fluidos em equilíbrio, cujo estudo (hidrostática) é objeto inicial destes primeiros capítulos.

Podemos adiantar, entretanto, que a grandeza que caracteriza o atrito entre as moléculas de um fluido é a viscosidade. Por exemplo, você certamente já percebeu a diferença marcante quandodespejamos uma lata de óleo em um tanque ou no chão e outra igual cheia de água. Dizemos que o óleo é mais viscoso que a água, pois "flui" com maior dificuldade que a água.

1.2 Propriedades gerais dos fluidos e diferença entre líquidos e gases.
A Hidrostática, como já foi citada anteriormente, trata de estudar os fluidos em equilíbrio. Caracterizaremos, agora, algumas das propriedades dos fluidosem equilíbrio, dando ênfase especial aos líquidos. Mostraremos algumas diferenças entre líquidos e gases e deixaremos os gases para serem estudados com maior detalhe, posteriormente.
1.2.1 Propriedades gerais dos fluidos
As propriedades dos líquidos que mostraremos a seguir são de fácil verificação experimental e as explicações teóricas são baseadas nas leis de Newton.

Mecânica dos Fluidos.1. A superfície livre de um líquido em equilíbrio é plana e horizontal.









2. A força exercida por um líquido sobre uma superfície qualquer é sempre perpendicular (normal) a essa superfície. Isto pode ser constatado quando furamos um vaso que contêm líquidos e observamos que este se projeta (derrama, escoa) perpendicularmente à parede do vaso.



3. A terceira propriedadediz respeito à imiscibilidade de líquidos de diferentes densidades, quando em equilíbrio. É o que observamos, por exemplo, entre o óleo de cozinha e a água que, quando colocados em um mesmo recipiente, não se misturam, apresentando uma superfície de separação plana e horizontal. O óleo, por ser menos denso do que a água se sobrepõe a ela.

4. Você já deve ter observado que, ao mergulhar em...
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