FLUIDOS

FLUIDOS

A Mecânica dos Fluidos estuda o comportamento de fluidos em repouso e em movimento.

Porquê estudar Fluidos?

Fluido é o ar que respiramos, a água que bebemos...

O sangue, o mar, a atmosfera, são fluidos essenciais à nossa existência.

Fluido

Líquidos ou Gases

não têm forma própria não têm forma própria

têm volume definido não têm volume definido

quase incompressíveis são altamente compressíveis

Não reage a qualquer força que implique

variação de forma.

Começaremos por definir algumas propriedades indispensáveis ao estudo do comportamento dos fluidos.

Fluidos

Biofísica – Enfermagem ESSa - IPB 2

Viscosidade

Viscosidade de um fluido é o atrito interno do fluido, i.e. a força de atrito entre as diferentes camadas (entre as moléculas), que se movem com velocidades relativas diferentesNos gases a viscosidade é praticamente nula.

Voltaremos a este assunto quando tratarmos de fluidos reais.

Densidade

Densidade Absoluta ou Massa Volúmica mVρ=

Unidades S.I. [][][]333/mkgkgmkgmVmρ−====⋅

ρH2O = 1000 kg m –3 ( a 4 ºC )

ρar = 1,293 kg m –3 ( p.t.n. )

Densidade Relativa: tansubsciapadraodρρ=

Para Sólidos e Líquidos, 321padraoHOgcmρρ−==

Para Gases, padraoarρρ=

Fluidos

Biofísica – Enfermagem ESSa - IPB 3

A Densidade é uma função da Temperatura e da Pressão.

Vejamos o caso da água.

T (ºC)

p (atm)

ρ (kg m –3)

0

0

4

20

100

1

50

1

1

1

999,9

1002

1000

998,2

958,4

Portanto verificamos que :

- a 0 ºC e entre 1 atm e 50 atm o aumento da densidade é de apenas 2 por mil.

- a 1 atm o valor máximo para a densidade da água é de 1000 kg m –3 .

- a 1 atm e entre 4 ºC e 100 ºC a diminuição de densidade é de 4,2 % .

Assim, para a água, e para qualquer outro líquido:

- a densidade varia pouco face a alterações de pressão, e

- a densidade é mais influenciável por variações de temperatura do que por variações de pressão. De tal forma que, na gama de pressões considerada e a uma dada temperatura podemos considerar que a densidade é constante.

No caso dos gases, como são compressíveis,