Atps Hidrostatica E Calorimetria 1 Etapa

Definição de Fluido

Um fluido é caracterizado como uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando o quão pequena possa ser essa tensão. Os fluidos incluem os líquidos, os gases, os plasmas e, de certa maneira, os sólidos plásticos. A principal característica dos fluidos está relacionada a propriedade de não resistir a deformação e apresentam a capacidade de fluir, ou seja, possuem a habilidade de tomar a forma de seus recipientes. Esta propriedade é proveniente da sua incapacidade de suportar uma tensão de cisalhamento em equilíbrio estático.

Fluidos compreendem líquidos e gases. Os líquidos escoam sob a ação da gravidade até preencherem as regiões mais baixas possíveis dos vasos que os contém. Os gases se expandem até ocuparem todo o volume do vaso, qualquer que seja a sua forma .As moléculas em um gás não têm restrição de movimento dentro do recipiente que o contém, e podem se deslocar através de toda essa região do espaço. Já o líquido está restrito a se mover abaixo da sua superfície. Grande parte de suas moléculas não têm energia suficiente para vencer essa barreira imposta pela superfície, daí a contenção entre a sua superfície e as parede do recipiente. Na Mecânica dos Fluidos estudamos o movimento do conjunto de partículas e não o de cada partícula, como na Mecânica Newtoniana.

Propriedades

Gases e líquidos podem ambos ser considerados fluidos. Há certas características partilhadas por todos os fluidos que podem usar-se para distinguir líquidos e gases:

Compressibilidade – os líquidos são só ligeiramente compressíveis e assumem-se incompressíveis na maioria das situações; os gases são muito compressíveis;

Resistência ao corte – líquidos e gases não resistem ao corte e deformam-se continuamente para minimizar forças de corte aplicadas; Forma e Volume – como consequência do ponto anterior, líquidos e gases tomam as formas dos seus recipientes; só os líquidos têm superfícies livres; os líquidos têm volume fixo relativo ao do seu recipiente, e estes volumes não são afetados significativamente pela temperatura e pressão; os gases tomam os volumes dos seus recipientes; se lhe permitirem o volume do gás muda com a variação da temperatura e da pressão; Resistência ao movimento – devido à viscosidade os líquidos resistem a mudanças instantâneas na velocidade, mas a resistência para quando o movimento do liquido para; os gases tem viscosidade muito baixa; Espaço molecular – as moléculas dos líquidos estão muito próximas e estão ligadas entre si com forças de atração elevadas; elas têm baixa energia cinética; a distância percorrida por uma molécula de água entre colisões é pequena; nos gases, as moléculas estão relativamente afastada se as forças atrativas são fracas; a energia cinética das moléculas é elevada; as moléculas de um gás percorrem grandes distâncias entre colisões; Pressão – a pressão num ponto de um fluido é a mesma em todas as direções; a pressão exercida por um fluídos numa superfície sólida (p.ex. parede de um recipiente) é sempre normal aquela superfície.

Pressão

A pressão mede a relação entre a força aplicada a uma superfície e o tamanho da superfície considerada. Seja ∆F a força que está sendo aplicada em um êmbolo de superfície ∆A. A pressão p que esta força está exercendo no êmbolo é definida como:

À rigor, a pressão é definida para o limite desta razão, no limite quando a área tender à zero. Ou seja:

Fluido em repouso

Para deduzir a relação entre pressão, densidade e profundidade, analisemos um fluido de densidade ρ em repouso num dado recipiente, como mostrado na figura à seguir. Vamos considerar um cilindro imaginário desenhado nesse fluido. Esse cilindro tem superfícies A paralelas à superfície do fluido e uma altura dy ao longo da profundidade do fluido. A força líquida dFR que o fluido exerce neste cilindro é dada por:

onde pA é a força que atua na superfície inferior e (p + dp) A é a força que

atua na superfície superior do cilindro imaginário. Como o cilindro está em

repouso, essa força deve ser igual ao peso do cilindro. Desse modo:

Quando a densidade puder ser considerada uniforme, ou seja quando

a densidade não variar com a altura, a integração terá a forma:

ou seja:

Considerando que a pressão aumenta com a profundidade, vamos definir a profundidade como h, a pressão nesta profundidade como p e a pressão superficial como p0, e desse modo:

Assim encontramos que a pressão varia linearmente com a profundidade h.

Sistema de Aquecimento Solar

A energia solar e o aquecimento solar de água

Energia solar: fonte de energia limpa e renovável que não polui, não destrói e nunca se esgota.

Aquecimento solar de água: aproveitamento da energia solar para aquecer a água.

E para minha casa? Aquecedor solar de água residencial!

Kit composto principalmente por boiler (armazenador térmico) e placas (coletores solares) que são instaladas nas residências para o aquecimento da água.

Simplificadamente, as placas captam a energia solar e aquecem a água enquanto o boiler armazena a água aquecida conservando sua temperatura até o momento do consumo.

Funcionamento básico – Termossifão

Acompanhe abaixo o princípio de funcionamento de um aquecedor solar instalado em termosssifão. Termosssifão éum técnica de instalação que permite a circulação natural da água em aquecimento entre as placas e o boiler .

* A caixa de água fria abastece o boiler

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