Aula 2 Propriedades dos Fluidos e Conversões de unidades

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Propriedades dos Fluidos e 
Conversões de unidades
Hidráulica
Hidrostática
Aula 2
Prof Rogério Cunha
08/2021
SI – Sistemas de unidades 
Grandeza Sistema Internacional Sistema Técnico CGS
comprimento m m Cm
Massa kg utm G
Tempo s s S
Força N kgf dina
Energia J kgm erg
Potência W kgm/s Erg/s
Pressão Pa kgf/m² bária
Área m² m² Cm²
Volume m³ m³ Cm³
Vazão m³/s m³/s cm³/s
SI – Sistema Internacional
Unidades Básicas do SI
Grandeza Unidade Símbolo
Comprimento metro m
Massa quilograma kg
Tempo segundo s
Corrente elétrica ampère A
Temperatura termodinâmica kelvin K
Quantidade de matéria mol mol[2]
Intensidade luminosa candela cd
Área metro quadrado m²
Volume metro cúbico m³
Número de onda por metro 1/m
Densidade de massa quilograma por metro cúbico kg/m³
Concentração mol por metro cúbico mol/m³
Volume específico metro cúbico por quilograma m³/kg
Velocidade metro por segundo m/s
Aceleração metro por segundo ao quadrado m/s²
Densidade de corrente ampère por metro ao quadrado A/m²
Campo magnético ampère por metro A/m
Funções Básicas do SI
Grandeza Unidade Símbol
o
Dimensional
analítica
Ângulo plano radiano rad
Freqüência hertz Hz 1/s
Força newton N kg·m/s²
Pressão pascal Pa kg/(m·s²)
Energia joule J kg·m²/s²
Potência watt W kg·m²/s³
Carga elétrica coulomb C A·s
Tensão elétrica volt V kg·m²/(s³·A)
Resistência elétrica ohm Ω kg·m²/(s³·A²)
Densidade de fluxo
magnético
tesla T kg/(s²·A)
Temperatura grau Celsius °C
Velocidade angular radiano por segundo rad/s 1/s
Aceleração angular radiano por segundo por
segundo
rad/s² 1/s²
Momento de força newton metro N·m kg·m²/s²
Densidade de carga coulomb por metro cúbico C/m³ A·s/m³
Campo elétrico volt por metro V/m kg·m/(s³·A)
Entropia joule por kelvin J/K kg·m²/(s²·K)
Calor específico joule por quilograma por
kelvin
J/(kg·K) m²/(s²·K)
Condutividade térmica watt por metro por kelvin W/(m·K
)
kg·m/(s³·K)
Intensidade de radiação watt por esferorradiano W/sr kg·m²/(s³·sr)
RELAÇÕES DE MEDIDAS E CONVERSÕES DE UNIDADES
1 cm 0,3937 pol.
1 m 39,37 pol.
1 pol. 2,54 cm
1 pé 30,48 cm
1 pé 12 pol.
1 légua 6600 m
1 cm² 0,155 pol²
1 m² 10000 cm²
1 m² 10,76 pés²
1 Km² 1000000 m²
1 há 10.000 m²
1 acre 4047 m²
1 m³ 1000 litros = 10³ litros
1 m³ 1000000 cm³
1 Km³ 1000000000 m³
1 barril de óleo 158,98 litros
Comprimentos
Superfícies
Volumes e capacidades
Pressão atmosférica ao nível do mar
1 atm 10,33 ≈ 10 mca
1 atm 1,033 ≈1,0 Kgf/cm²
1 atm 10330,0 ≈ 1x104 Kgf/m²
1 atm 9,81x104 ≈ 105 N/m²
1 atm 100.000 ou 105 pa
1 atm 100 Kpa
1 atm 0,1 Mpa
1 atm 760 mm de Hg
1 Kgf/m² 10 pa
N/m² Pascal = pa
1 cv 736 W
1 cv 0,736 kW
1 cv 0,986 HP
1 HP 1,014 cv
1 HP 745 W
1 HP 0,745 kW
1 cal 4,1868 J
1 BTU 1060,4 J
Medidas diversas trabalho, potência, 
calor
Estado Físico da Matéria
PROPRIEDADES DOS FLUÍDOS
• Fluido: O que tem a capacidade de fluir. 
substância que não tem forma própria, assume o formato do 
recipiente. São os líquidos e os gases.
• Na maioria das aplicações o fluído utilizado será a água. Entretanto, o 
profissional pode vir a trabalhar com outros tipos de fluídos, como 
por exemplo:
óleos, mercúrio, glicerina, ou algum outro. Os fluídos podem ser 
caracterizados pelas suas propriedades. As principais são:
Massa específica ou densidade absoluta
É a quantidade de matéria contida na unidade de 
volume de uma substância qualquer.
ρ =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒
• Unidades: kg/m³, g/cm³
1 cm
1 cm
1 cm
Peso específico
• Peso especifico de um liquido é o peso da unidade de volume desse liquido.
• γ=
𝑝𝑒𝑠𝑜
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒
Observação: F = m . a => P = m . g
• Unidades: N/m3, kgf/cm3
• Água : γ = 9.810 N/m3 = 1.000 kgf/m3
• Mercúrio: γ = 13600 kgf/m3
g = P = m. g = r. g 
V V
Exemplo 1
Uma caixa de 1,5 x 1,0 x 1,0 m armazena 1.497,5 kg de água. 
Determine o peso específico da água em N/m³ e kgf/m³. Sabendo que 
g = 9,81 m/s² e 1kgf/m³=9,81N/m³.
• Volume = 1,5 x 1,0 x 1,0 = 1,5 m³
• Peso = 1.497,5 kg . 9,81 m/s² = 14.689,49 N
• γ=
14.689,49𝑁
1,5𝑚³
= 9793N/m³
• Sabendo que 1 kgf/m³=9,81N/m³; então:
• γ=
9793
9,81
= 998,3 kgf/m³
Densidade relativa
• 𝑑𝑟 =
ρ 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡
ρ 𝑎𝑔𝑢𝑎
• Unidade: adimensional
• drágua = 1
• drmercúrio =
ρ𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢ú𝑟𝑖𝑜
ρ 𝑎𝑔𝑢𝑎
=
13.600𝑘𝑔/𝑚³
1.000 𝑘𝑔/𝑚³
= 13,6
Exemplo 2
Um reservatório de glicerina tem uma massa de 1.200 kg e um volume 
de 0,952 m3. Determine a densidade relativa da glicerina.
ρ glicerina =
1.200𝑘𝑔
0,952𝑚³
= 1.261kg/m³
𝑑𝑟 =
ρ 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡
ρ 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑑𝑟 =
1.261𝑘𝑔/𝑚³
1.000𝑘𝑔/𝑚³
= 1,261
Exercício
Determine a massa(kg) e o peso específico(N/m³) do fluído armazenado em 
um reservatório com as dimensões de 20x20x20cm. Massa específica do 
fluído é 1,25 g/cm³. Considere aceleração da gravidade 9,81m/s².
v = 20 x 20 x 20 = 8.000cm³
ρ =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒
1,25 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎(𝑚)
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒(𝑣)
m= 1,25g/cm³ x 8.000cm³= 10.000g = 10kg
γ=
𝑝𝑒𝑠𝑜
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒
= 
𝑚 . 𝑔
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒
= 
10 𝑘𝑔 . 9,81𝑚/𝑠²
0,008𝑚³
= 12.262,5N/m³
Densidade volumétrica 
de massa(d)
• 𝑑 =
𝑚 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜
𝑣 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜
• d < ρ => corpo oco
• d = ρ => corpo maciço
Viscosidade
• Propriedade que os fluídos têm de resistirem à força cisalhante;
Quando um fluído escoa, verifica-se um movimento entre as suas partículas,
resultando um atrito entre as mesmas; atrito interno ou viscosidade é a propriedade dos
fluídos responsáveis pela sua resistência à deformação.
Em conseqüência da viscosidade, o escoamento de fluidos dentro das canalizações
somente se verifica com “ PERDA “ de energia, perda essa designada por “ PERDA DE
CARGA”.
Compressibilidade:
• É a propriedade que tem os corpos de reduzir seus volumes, sob a 
ação de pressões externas. 
• Os líquidos variam muito pouco com a pressão, são por isso 
considerados incompressíveis. 
• Já os aeriformes(gases e vapores) variam muito com a pressão e com 
a temperatura.
Coesão: (União das moléculas)
• É uma pequena força de atração entre as moléculas do próprio 
líquido (atração eletroquímica). 
• A formação da gota d’água é devida à coesão. 
• Essa propriedade é que permite às moléculas fluídas resistirem a 
pequenos esforços de tensão
Adesão: (Quebra das 
moléculas)
• Ao contrário da coesão, que une as 
moléculas da água, a adesão desconstrói 
essa unidade e permite que as partículas 
de água se misturem com outras 
substâncias. É por essa razão que a água 
consegue molhar, pois há a capacidade de 
se desgrudar de seus átomos e se unir a 
outros elementos. Porém, só pode 
ocorrer adesão quando H2O entra em 
contato com uma superfície que também 
é polar.
• Em superfícies apolares (como gordura ou 
óleo), as moléculas da água não se 
quebram.
Tensão Superficial e Capilaridade
• Na superfície de contato entre dois fluidos não miscíveis (fluidos que não se misturam, como 
por exemplo: água e ar), forma-se uma película elástica capaz de resistir a pequenos 
esforços. 
• A tensão superficial é a força de coesão necessária para formar a película.
• UNIDADE: 
➢ Sistema Técnico: kgf/m 
➢ S.I.: N / m 
• Exemplo: 
• a) Ar e água a 20ºC: Ts = 0,0074 kgf/m 
• b) Ar e Mercúrio Ts = 0,055 kgf/m 
• As propriedades de adesão, coesão e tensão superficial são responsáveis pelo fenômeno da 
CAPILARIDADE, que é a elevação (ou depressão) de um líquido dentro de um tubo de 
pequeno diâmetro. 
• A elevação ou depressão capilar é inversamente proporcional ao diâmetro do tubo. 
• Por isto, quando se deseja medir cargas piezométricas (pressão) deve-se utilizar tubos de 
diâmetro superior a 1,0 cm para que sejam desprezíveis os efeitos de capilaridade.
Pesquise para próxima aula:
Pressões: 
• Mecânica, 
• Hidrostática, 
• Atmosférica e 
• Absoluta.
Princípios:
• Steven, Pascal e Arquimedes