FENOMENOS DE TRANSPORTE

1. O que é um fluido?

Fluido é uma substância que não tem forma própria, e que, se estiver em repouso, não resiste a tensões de cisalhamento.

1. O que estabelece a condição de não deslizamento?

Esta é uma condição física, onde um fluido em contato com uma superfície sólida possui velocidade nula em relação à superfície. Em outras palavras, a velocidade do fluido em contato com um contorno sólido é a mesma do contorno. Conceitualmente, as moléculas do fluido se prendem à superfície pela qual este escoa.

1. Do que trata a Lei da Viscosidade de Newton?

A viscosidade é uma força volumétrica de atrito interno que aparece no deslizamento de camadas fluindo umas sobre as outras, dando origem a tensões tangenciais de cisalhamento. Com isso, atrito interno impede ou oferece uma resistência ao escorregamento das partículas, umas sobre as outras. Todos nós temos uma idéia intuitiva de viscosidade, sabendo reconhecer um líquido mais ou menos viscoso; esta noção intuitiva é dada por exemplo, pela maior ou menor facilidade com que um líquido escorre sobre uma superfície inclinada. A Lei de Newton da viscosidade, relaciona a tensão tangencial F/A (Força por unidade de área) à taxa de variação espacial de velocidade dv/dx: onde η é o coeficiente de viscosidade do fluido, o qual depende de sua natureza. O atrito é tanto maior quanto maior a viscosidade do fluido.

1. Como se define a tensão de cisalhamento em um fluido?

Entende-se por tensões de cisalhamento a distribuição por unidades de área de uma força atuando paralelamente a uma determinada superfície. Os fluidos, quando submetidos a estas tensões de cisalhamento, apresentam um comportamento conhecido como escoamento, ou seja, uma deformação contínua e independe da intensidade da tensão aplicada e que irá existir por menor que sejam essas tensões.

1. O que são fluidos Newtonianos?

Um fluido newtoniano é um fluido cuja viscosidade, ou atrito interno, é constante para diferentes taxas de cisalhamento e não variam com o tempo. A constante de proporcionalidade é a viscosidade. Nos fluidos newtonianos a tensão é diretamente proporcional à taxa de deformação. Apesar de não existir um fluido perfeitamente newtoniano, fluidos mais homogêneos como a água e o ar costumam ser estudados como newtonianos para muitas finalidades práticas. Exemplos fluidos newtonianos – gases, água, álcool, benzeno,etc.; todos os líquido com uma forma química simples são newtonianos; nestes fluidos a viscosidade aumenta proporcionalmente com a taxa de deformação;

1. Exemplifique um fluido não Newtoniano. Justifique.

Um fluido não-newtoniano é um fluido cujas propriedades são diferentes dos fluidos newtonianos, mais precisamente quando a tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional a taxa deformação. Como conseqüência, fluidos não-newtonianos podem não ter uma viscosidade bem definida.

Fluidos pseudoplásticos – lamas, óleos de motor, soluções poliméricas, etc. – exibem viscosidade que diminui com um crescente gradiente de velocidade;

Fluidos Bingham ou plásticos – pasta de dentes, geleias, etc. – são capazes de resistir indefinidamente a pequenas tensões de corte, mas movem-se facilmente quando a tensão se torna maior;

Fluidos dilatantes – exibem viscosidade que aumenta com o aumento do gradiente de velocidade.

1. Quando um fluido pode ser considerado não viscoso? Exemplifique.

Quando não possui viscosidade e que pode ser incompressível. O escoamento de um fluido não viscoso é chamado de escoamento.

1. O que vem a ser o paradoxo de D´Alambert?

Um teorema em mecânica dos fluidos que afirma que não há forças agem sobre um corpo movendo-se a velocidade constante em linha reta através de uma grande massa de fluido incompressível, invíscido que estava inicialmente em repouso (ou em movimento uniforme). Este teorema aparentemente paradoxal pode ser entendido pela primeira percebendo que não existem fluidos invíscidos. Se tais fluidos existisse, não haveria nenhum mecanismo físico interno para dissipar energia em calor; portanto, não pode haver nenhuma força agindo sobre o corpo, porque trabalho seria então feito sobre o fluido com nenhum aumento líquido de energia no fluido.

1. Quando a força de arrasto pode ser considerada nula?

Quando estiver parado. Ou seja, quando for um Fluido Ideal.

1.  Quando os fluidos podem ser considerados incompressíveis?

Quando não tiverem em alta pressão.

1.  Qual é o parâmetro empregado para definir a compressibilidade do escoamento de um gás?

O Numero de Mach. M=V/C(velocidade do som / Velocidade do escoamento). Se M for menor ou igual a 0,3 o Gás é Incompressível.

1.  Exemplifique uma situação em que a água pode ser considerada compressível.

Pode ser compressível somente em alta pressão.

1.  Qual a diferença entre massa e peso?

Massa e peso são grandezas diferentes. A massa mede a quantidade de matéria de um corpo, e o peso mostra a relação da massa com a aceleração da gravidade local.

1.  O que representa a viscosidade cinemática? Qual sua unidade de medida?

A Viscosidade Cinemática (ν) é a relação entre a viscosidade dinâmica (μ) pela densidade (ρ):V=μ / ρ.Sendo a unidade dessa viscosidade dada geralmente em m²/s ,ft2/s, St (Stokes), cSt (CentiStokes).Obs.: cm²/s = St (Stokes), 1 St = 100 cSt

1.  O que representa a viscosidade dinâmica? Qual sua unidade de medida?

A viscosidade dinâmica (μ) (também conhecida como viscosidade absoluta) é dada em termos de força requerida para mover uma unidade de área a uma unidade de distância. Sendo a unidade dessa viscosidade dada geralmente em Pa s, P (Poise), cP, lb/Ft s. Obs.: P = g / cm s , 1P = 100 cP

1.  Quais simplificações podem ser feitas para um fluido em repouso?

A Hidrostática é a parte da física que estuda os fluidos(tanto líquidos como gasosos) em repouso,ou seja,que não estejam em escoamento. O fluido tem a capacidade de mudar de forma ao ser submetido a ação e pequenas forças(como densidade,pressão,empuxo,princípio de Pascal e de Stevin)