A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
5 pág.
Fluidos de relevância biológica

Pré-visualização | Página 1 de 1

Estudo da matéria: 
A matéria possui três estados principais 
1. Sólido: são rígidos e apresentam forma 
definida; 
2. Líquido: não apresentam forma, mantem o 
volume; 
3. Gasoso: não tem forma e ocupam todo o 
volume disponível. 
 
Os estados liquido e gasoso são denominados 
fluídos – são substancias que se deformam 
continuamente quando submetidas a uma tensão 
que, provoca um deslocamento em planos 
diferentes mantendo o volume constante, não 
importância o quão pequena possa ser essa 
tensão. Os líquidos são incompressíveis (volume 
pode ser definido) e os gases são compressíveis 
(ocupam todo o volume disponível). 
 
 
→ Densidade dos fluidos: é uma propriedade 
especifica de cada material; é influenciada 
pela temperatura e a pressão. 
• A água no estado liquido (0°C e 
1atm) tem densidade de 1kg/L = 
1000kg/m³ = 1g/cm³. 
Objeto afunda na água – densidade maior 
que 1kg/L. 
Objeto flutua na água – densidade menor 
que 1kg/L. 
𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝑘𝑔)
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 (𝐿)
 
 
• O ar no estado gasoso apresenta 
densidade de 1,3kg/m³ (0°C e 
1atm). 
→ Pressão: os fluidos exercem pressão sobre 
os corpos que se encontram submersos ou 
sobre eles. É a intensidade da força 
exercida pelo fluido por unidade de área 
do corpo – pode ser medida em N/m² ou 
Pascal (Pa). 
1 N/m² = 1 Pascal (Pa) 
 
 
A pressão atmosférica é o peso que o 
ar exerce sobre qualquer corpo na 
superfície terrestre. A cada metro 
quadrado a superfície terrestre é 
pressionada pelo peso da atmosfera. 
Ao nível do mar o peso da atmosfera 
exerce uma força de 101.300 N por m² = 
1atm. 
A gravidade força os gases para as porções 
mais baixas da superfície terrestre. 
 
A densidade dos gases diminui (rarefeito) 
com o aumento da altitude em relação ao 
nível do mar – a composição não muda, 
apenas se torna mais escassa. 
A densidade do ar diminui linearmente 
com o aumento da temperatura e varia 
com a pressão do ar. 
↑altura = ↓pressão atmosférica = 
↓densidade da atmosfera. 
 
→ Pressão da coluna de água: em ambientes 
aquáticos o peso da coluna d’água gera 
uma pressão – quanto maior a 
profundidade maior a pressão. A cada 10 
metros de profundidade a força da pressão 
atmosférica sobre a coluna d’água se eleva 
em 1atm. 
 
 
Locomoção 
→ Ambientes aquáticos 
Flutuabilidade: é a capacidade de se manter 
boiando, uma força direcionando para cima, que 
se contrapõe aos efeitos da gravidade. 
Princípio de Arquimedes – um corpo totalmente 
ou parcialmente imerso em um liquido qualquer 
fica sujeito a uma força vertical de baixo para 
cima, igual ao peso da porção de liquido 
deslocado pelo corpo. 
Empuxo (E) = d.Vliq.g 
d – Densidade do liquido; 
Vliq – volume do liquido deslocado; 
g – Aceleração da gravidade. 
 
➔ Empuxo é maior que o peso → o objeto 
flutua. 
➔ Empuxo é menor que o peso → o objeto 
afunda. 
A flutuabilidade se relaciona com a densidade de 
um corpo, que é determinada pela sua 
composição. 
 
A composição corporal de animais aquáticos afeta 
a flutuabilidade; certos animais reduzem a sua 
densidade geral aumentando constituintes menos 
densos como lipídios e gases. Tubarões e arraias 
acumulam grande quantidade de esteroide 
(esqualeno) no fígado; mamíferos marinhos 
apresentam uma grossa camada de gordura que 
auxilia na flutuação. 
Peixes teleósteos apresentam bexiga natatória 
que acumula gás, sendo mais útil em peixes que se 
mantem em uma estreita faixa de profundidade, 
pois pode prejudicar a movimentação para cima e 
para baixo da coluna d’água. 
 
→ Mecânica dos líquidos: a locomoção em 
ambientes aquáticos depende das 
características do meio. 
O número de Reynolds permite prever: 
• Quão facilmente um objeto pode 
deslizar em um liquido; 
• Quando é provável que o 
movimento através do liquido se 
torne turbulento; 
• Re elevado (maior que 2.000) = 
fluxo turbulento; 
• Re reduzido (menor que 2.000) = 
fluxo laminar. 
𝑅𝑒 = 
𝑉. 𝐿. 𝑑
𝜇
 
V – Velocidade de movimento; 
L – Dimensão do objeto; 
d - Densidade do liquido; 
μ – Viscosidade do liquido. 
Fluxo laminar é um fluxo de forma estável e 
uniforme (gera menor resistência). 
Fluxo turbulento é um fluxo que flui em todas as 
direções (gera maior resistência). 
 
A → sangue antes do fluxo. 
B → fluxo laminar. 
C → fluxo turbulento. 
A orientação dos objetos pode influenciar na 
geração de turbulência – quanto menor a largura 
do objeto menos a turbulência; o aumento da 
largura intensifica a turbulência. 
 
Animais maiores possuem valores de Re elevados 
– sofrendo mais com o efeito da inercia durante a 
locomoção; 
Animais pequenos possuem Re baixos – sofrendo 
mais efeito da viscosidade do meio sobre a 
locomoção. 
• Viscosidade: capacidade de se deslocar ao 
redor de um objeto; líquidos mais viscosos 
se agregam mais aos objetos, exercendo 
uma barreira maior ao deslocamento. 
Para um objeto se mover por um liquido, ele deve 
superar as forças que se opõem ao movimento – 
tal força é denominada arrasto. 
• Fricção de arrasto: origina-se da interação 
entre o objeto e um liquido, depende da 
área de superfície do objeto. 
• Pressão de arrasto: é a força necessária 
para redirecionar um liquido ao redor do 
objeto em movimento, depende da forma 
do objeto. 
 
A forma influencia no valor de pressão de fricção e 
arrasto. 
→ Aero e hidrodinâmica: por serem fluidos, o 
ar e a água compartilham propriedades 
similares – dessa forma, nado e voo 
enfrentam desafios semelhantes: 
• Devem superar a gravidade para 
manter a posição vertical; 
• Devem apresentar estratégias 
consistentes com a densidade do meio. 
As asas e nadadeiras são capazes de gerar uma 
força para cima, denominada empuxo para vencer 
a massa corporal e a gravidade; possuem formas 
similares – superfície superior curvada e inferior 
afilada, o fluido passa de forma mais rápida na 
porção superior do que na inferior, gerando um 
empuxo que move o animal para cima. 
 
• Aerófilos – asas 
• Hidrófilos – nadadeiras. 
A quantidade de empuxo gerado pelo apêndice é 
influenciada pelo seu formato: 
• Apêndices mais curvados geram maior 
empuxo; 
• Quanto maior o ângulo do apêndice em 
relação à horizontal, maior é a capacidade 
de geral empuxo. 
 
Apêndices também geram forças propulsoras 
(impulso) para movimentar os animais para frente. 
Quando um peixe bate a nadadeira caudal ele gera 
um fluxo (turbilhão) que o impulsiona para frente. 
 
O formato das nadadeiras de peixes é muito 
variável e permite diferentes estilos de nado; 
peixes de nado de explosão ou de alta velocidade 
possuem nadadeiras do tipo homocerca; peixes 
com nadadeira heterocerca se movimentam de 
forma mais lenta. 
 
→ Tensão superficial da água: as moléculas 
de água são atraídas umas pelas outras, 
formando ligações do tipo pontes de 
hidrogênio; a atração entre as moléculas 
dá a forma esférica para as gotas de água. 
Tal propriedade faz com que a superfície 
de um volume de água se comporte como 
uma fina película esticada. Alguns animais, 
como insetos, podem se locomover sobre 
a tensão superficial da água.