Calculo Do Nº De Mols

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

1.1.Introdução

O mundo está rodeado por fluidos como água e ar essenciais para nossa vida. Neles nos deslocamos e sofremos conseqüências das alterações que se produzem naturalmente ou provocadas pelo próprio homem. Também é fundamental a presença dos fluidos na conversão, transporte e utilização da energia em diferentes campos da engenharia. O estudo de Mecânica dos Fluidos é essencial para analisar qualquer sistema no qual o fluido produz trabalho. No projeto de veículos para transporte terrestre marítimo e especial; no projeto de turbomáquinas, na lubrificação na Engenharia Biomédica, no estudo da aerodinâmica das aves, insetos, animais e até no esporte são utilizadas as lei básicas de Mecânica dos Fluidos.

Algumas aplicações típicas da Mecânica dos Fluidos na Engenharia:

Redes de distribuição de fluidos - água, combustíveis (gás natural, gases de petróleo liqüefeito, petróleo), de vapor de água (em fábricas);

Ventilação em edifícios urbanos e industriais, túneis e outras infra-estruturas;

Máquinas de conversão de energia (turbinas hidráulicas, turbinas eólicas, turbinas a vapor e gás, 
compressores, ventiladores e bombas hidráulicas);

Transferência de calor e massa em equipamentos térmicos (caldeiras, trocadores de calor, fornalhas, queimadores, motores de combustão interna);

Transporte de veículos (resistência ao avanço, sustentação de aeronaves, propulsão de aeronaves e de navios, segurança aerodinâmica e conforto - controle de ruído e circulação de ar no interior de veículos);

Vibrações e esforços de origem aerodinâmica em estruturas; (edifícios, chaminés, estádios, aeroportos).

Estudos de qualidade de água e de qualidade de ar (poluição atmosférica). 
As leis básicas que governam os problemas de Mecânica dos Fluidos são:

A conservação da massa

A segunda lei do movimento de Newton

O princípio do momento da quantidade de movimento

2. DEFINIÇÕES

2.1 Fluídos

Os fluidos são formados por moléculas em constante movimento e com ocorrência de colisões entre elas. Na teoria cinética dos gases e na Mecânica Estatística realiza-se a análise dos fluidos considerando a ação de cada molécula ou grupos de moléculas. Nas aplicações de engenharia se se estudam as manifestações médias mensuráveis de um conjunto de moléculas. Desta forma consideram-se os fluidos como sendo formados por pequenas partículas, cada uma contendo muitas moléculas. Trata-se o fluido como um meio contínuo composto de partículas fluidas que interagem entre si e com o meio.

A descrição de qualquer propriedade do fluido como massa específica, pressão, velocidade, aceleração é formulada em função das partículas. A representação dos parâmetros dos fluidos em função das coordenadas espaciais denomina-se campo de escoamento.

2.2 Mecânica dos Fluídos

A Mecânica dos Fluidos estuda o comportamento estático e dinâmico dos fluidos - líquidos e gases. Para tal utilizam-se as leis fundamentais que governam o movimento dos fluidos, tais como a equação da conservação da massa, equação da quantidade de movimento, equação do momento da quantidade de movimento e leis de termodinâmica.

3. CARACTERÍSTICAS DE UM FLUíDO


Dois aspectos diferenciam a mecânica dos fluidos e a mecânica dos sólidos:

1. A natureza de um fluido é muito diferente a de um sólido.


2. Nos fluidos geralmente lidamos com correntes contínuas de fluido. Nos sólidos 
considera-se elementos individuais de matéria.

Três estados de matéria são reconhecidos: sólido, líquido e gasoso. No estado líquido e gasoso a matéria é denominada fluido. Os sólidos têm a propriedade de resistir à deformação. Como um fluido não pode resistir a uma força de deformação este se move e, portanto escoa sob a ação desta força. Sua forma muda continuamente conforme é aplicada a força. Um sólido pode resistir a uma força de deformação. A força pode causar alguma deformação ou deslocamento do sólido, contudo este não tenderá a mover-se continuamente. 
A deformação é originada por forças de cisalhamento que atuam tangencialmente em relação à superfície. Na figura abaixo vemos que a força F atua tangencialmente num elemento retangular (linha) ABDC. Esta é uma força de cisalhamento e produz uma deformação (linha pontilhada) elemento A’B’DC.

Quando um fluido está em movimento são desenvolvidas forças de cisalhamento se as partículas do fluido movem-se adjacentes umas às outras. Quando isto acontece partículas adjacentes têm velocidades diferentes. Se a velocidade do fluido é a mesma em todo ponto então não há tensão de cisalhamento: as partículas apresentam velocidade relativa zero.

Consideremos o escoamento de água num tubo (Fig.2.2b). Na parede do tubo a velocidade é zero. A velocidade aumenta quando nós movemos para o centro do tubo. Esta mudança da velocidade perpendicular à direção do fluxo é conhecido como perfil de velocidade mostrado na figura abaixo:

Já que partículas do fluido adjacentes estão movendo-se com velocidades diferentes há uma força de cisalhamento presente no fluido em movimento devido a viscosidade do fluido. Este tipo de escoamento é conhecido como escoamento real ou viscoso. Consideremos agora o caso em que o fluido apresenta um perfil de velocidade como o representado na Fig. 2.2a, o qual é conhecido como perfil uniforme. Neste caso nenhuma força de cisalhamento está presente, já que todas as partículas têm a mesma velocidade. Neste caso considera-se que o fluido comporta-se como um fluido ideal. O escoamento pode ser analisado como tendo um comportamento ideal afastado das fronteiras e como reais ou viscosos próximo das fronteiras. Na prática estamos interessados nos escoamentos nas proximidades das fronteiras sólidas de: aeroplanos, carros, paredes de tubos, canais de rio, isto é, onde se apresentam tensões de cisalhamento.

4. PROPRIEDADES DOS FLUÍDOS

As propriedades dadas no presente material são aquelas gerais de fluidos