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compressibilidade

A compressibilidade consiste na capacidade de um corpo ou substância para reduzir o seu volume quando se encontrasubmetido a pressões em todas as partes, ou seja, a capacidade que um fluido possui de o volume por ele ocupadovariar em função da pressão.

A compressibilidade representa-se pelo símbolo k e o seu valor é uma constante material calculada pelo inverso domódulo de compressibilidade. A expressão matemática que traduz a sua determinação é: k = -V-1 x dV/dp sendo dV/dp arazão da variação do volume com a pressão.

O módulo de compressibilidade representa a razão entre a pressão exercida sobre um corpo e a percentagem dadiminuição do seu volume.

A compressibilidade exprime-se em unidades inversas de pressão, isto é, por exemplo,

em m2/N (metro quadrado por newton).

Os gases apresentam elevada compressibilidade, enquanto que os líquidos e os sólidos possuem uma baixacompressibilidade. A pressões normais, os líquidos podem ser considerados praticamente incompressíveis. Dentro doslimites em que a Lei de Hooke é válida, a compressibilidade é independente da pressão.

Nos gases é usual efetuar a distinção entre compressibilidade isotérmica e adiabática, conforme esta se realizerespetivamente a temperatura constante com trocas de calor ou sem trocas de calor.

Passo 1 ( Equipe )

Pesquisar sobre as propriedades da compressibilidade de fluídos diversos, observando parâmetros de viscosidade, elasticidade, compressibilidade, etc....

Compressibilidade

A compressibilidade, define-se como sendo uma variação infinitesimal do volume por unidade de variação de pressão. Em termos mais simples, é a propriedade que a matéria apresenta quando sofre a ação de forças adequadamente distribuidas, tendo seu volume diminuido. É também este termo a propriedade dos corpos que podem ser comprimidos. Em termos habituais, a compressibilidade dos líquidos é quase nula. Variações simultâneas da pressão e do volume de um gás em temperatura constante implicam na sua compressibilidade.

Em termodinâmica e mecânica dos fluidos, compressibilidade é uma medida da relativa mudança de volume de um fluido ou sólido como uma resposta a uma pressão (significativa alteração de tensão).

onde V é volume e p é pressão. Nota: a maioria dos livros texto usam a notação para esta grandeza. O estabelecido acima é incompleto, porque para qualquer objeto ou sistema a magnitude da compressibilidade depende fortemente se o processo é adiabático ou isotérmico. De acordo com isso define-se a compressibilidade isotérmica como:

onde a T subescrito indicata que a diferencial parcial é para ser tomada a temperatura constante. A compressibilidade adiabática como:

onde S é a entropia. Para um sólido, a distinção ente as duas é normalmente negligenciável.

O inverso da compressibilidade é chamado de módulo de compressibilidade, frequentemente notado como K (algumas vezes na literatura B, de bulk modulus, como é tratado em inglês).

Coeficiente de compressibilidade

O fator de compressibilidade mede o grau de não idealidade dos gases reais. Se o gás for perfeito ou ideal, teremos : ( para 1 mole)

PV/RT = 1 .

No caso dos gases reais, temos

PV/RT = Z com Z o coeficiente de compressibilidade diferente de 1.

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Não é correto utilizar o termo coeficiente de compressibilidade para identificar o parâmetro Z acime descrito. O referido Z é na realidade o fator de compressibilidade.

Tipos de escoamentos

Os escoamentos podem ser classificados quanto à compressibilidade e quanto ao grau de mistura macroscópica.

Um escoamento em que a densidade do fluido varia significativamente é um escoamento compressível. Se a densidade não variar significativamente então o escoamento é incompressível.

O grau de mistura de um fluido em escoamento depende do regime de escoamento, que pode ser laminar, turbulento ou de transição.

No regime laminar, as linhas de fluxo são paralelas ao escoamento, fazendo com que o fluido escoe sem que ocorra mistura. Em um duto circular, o escoamento é laminar até um valor de Reynolds de aproximadamente 2100.

Na transição entre os regimes laminar e turbulento, percebe-se que as linhas de fluxo se tornam onduladas, o que indica que começa a haver mistura entre uma camada e outra. Para um duto circular, esse regime ocorre para um valor de Re entre 2100 e 2300.

Para valores de Re acima de 2300, têm-se regime turbulento. Nesta fase, percebe-se uma mistura entre as camadas de fluxo

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