Aula 1 História Definições e sistema dimensional

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Fenômenos de 
Transportes
PROFESSOR ENG. IGOR OLIVEIRA
IFMG – CAMPUS AVANÇADO PIUMHI
A Disciplina
Esta inserida nos estudos de Engenharia entre os fenômenos de
transporte ou ciências térmicas e pode, por alguns autores, ser
chamada de transferência de momento ou de quantidade de
movimento. Os fenômenos de transporte englobam, as transferências
de energia por calor e massa.
Fenômenos dos Transportes ou Mecânica dos Fluidos, nesse âmbito,
volta-se ao comportamento de fluidos em repouso e em movimento e
as forcas agindo sobre esses sistemas. A historia mostra que os estudos
mais importantes nessa área são datados do final do século XIX e inicio
do século XX.
História da mecânica dos
fluidos
Existem grandes aquedutos romanos, datados de 312 A.C. até 70 A.C.
O primeiro documento sobre o assunto, “Tratado sobre corpos
flutuantes” de 250 A.C. de Arquimedes.
Primeira bomba de pistão idealizada pelo grego Ctesibius em 200 A.C.
No renascimento, sec. XVI, a atenção dos filósofos se voltou para os
problemas encontrados nas fontes monumentais na Itália. Da Vinci,
Stevin, Torricelli e Bernoulli são só alguns dos nomes da época que
contribuíram nesse ramo.
Aqueduto de Pegões em Tomar, Portugal, 
construção 1593 á 1624
História da mecânica dos 
fluidos
Devem-se a Euler as primeiras equações gerais para o movimento dos 
fluidos, divididos em dois campos distintos: Hidrodinâmica teórica e a 
Hidráulica empírica.
No final do século XIX e inicio do XX, Venturi e Bidone contribuíram com 
analises físicas e matemáticas dos problemas.
Com a usinagem, e construção dos tubos de ferro fundido e o 
crescimento das cidades, a importância da engenharia hidráulica foi 
acentuada, acelerando o processo cientifico.
História da mecânica dos 
fluidos
As investigações de Reynolds, os trabalhos de Prandtl e as experiências 
de Froude forneceram uma base científica para esse progresso, 
originando a Mecânica dos Fluidos moderna.
Graças aos esforços desses pesquisados hoje temos centrais 
hidrelétricas, redes complexas de abastecimento com adutoras e 
estações elevatórias, redes de coleta de esgoto, bombas hidráulicas e 
diversos outros equipamentos e dispositivos que fazem uso das 
premissas estudadas.
Rede de esgoto em manilhas de concreto
Rede adutora de água 
Rompimento de Adutora, Rio de Janeiro, 
2013
1 Morte e 16Feridos.
Objetivos
Compreender as leis de conservação para a sua aplicação no 
entendimento dos processos da natureza;
Compreender os conceitos fundamentais e aplicações práticas dos 
problemas de transporte de fluidos
Entender e solucionar problemas que envolvam escoamento de fluidos, 
transferência de massa e variação de energia
Conceito de Fluido
“Do ponto de vista da mecânica dos fluidos, toda matéria encontra-se 
em somente dois estados, fluido e solido. “
“a distinção técnica entre os dois estados 
está na reação de cada um deles à aplicação 
de uma tensão de cisalhamento, um sólido 
pode resistir a uma tensão de cisalhamento 
por uma deflexão estática; um fluido não 
pode”
Conceito de fluido
Os fluidos, quando submetidos a estas tensões de cisalhamento, 
apresentam um comportamento conhecido como escoamento, ou seja, 
uma deformação contínua.
Sistemas de Dimensões e Sistema de 
Unidades
Sistema de Unidades Internacional (SI)
Dimensões primárias.
◦ Massa [M], Comprimento [L], Tempo [t], Temperatura [T]
◦ Massa – kilograma [kg]
◦ Comprimento – metro [m]
◦ Tempo – segundo [s]
◦ Temperatura – Kelvin [K]
◦ Força é secundária [kg m/s2 = N]
Sistemas de Dimensões e Sistema de 
Unidades
Sistema de Unidades Métrico Absoluto
Dimensões primárias.
◦ Massa [M], Comprimento [L], Tempo [t], Temperatura [T]
◦ Massa – grama [gr]
◦ Comprimento – centímetro [cm]
◦ Tempo – segundo [s]
◦ Temperatura – Kelvin [K]
◦ Força é secundária [gr cm/s2 = dina]
Sistemas de Dimensões e Sistema de 
Unidades
Sistema de Unidades Gravitacional Britânico
Dimensões primárias.
◦ Força [F], Comprimento [L], Tempo [t], Temperatura [T]
◦ Força – libra-força [lbf]
◦ Comprimento –pé[ft]
◦ Tempo – segundo [s]
◦ Temperatura – Rankine[ºR]
◦ Massa é secundária [slug = lbf.s2/ft]
Sistemas de Dimensões e Sistema de 
Unidades
Sistema Inglês Técnico
Dimensões primárias.
◦ Força [F], Massa [M], Comprimento [L], Tempo [t], Temperatura [T]
◦ Força – libra-força [lbf]
◦ Massa – libra-massa [lbm]
◦ Comprimento –pé[ft]
◦ Tempo – segundo [s]
◦ Temperatura – Rankine[ºR]
2
2,32
slbf
lbmft
g c



Sistemas de Dimensões e Sistema de 
Unidades
Sistema MKS
◦ Comprimento –metro [m]
◦ Tempo – segundo [s]
◦ Temperatura – Kelvin [K]
◦ Nesse sistema tanto a força [F] como a massa [M] são dimensões 
primárias, neste caso existe a constante de proporcionalidade gc. A 
Segunda Lei de Newton fica:
◦ Força – kilograma-força [kgf]
◦ Massa – kilograma [kg]







2Ft
ML
g
g
ma
F c
c
Propriedades físicas
Massa específica ou Densidade Absoluta (ρ) 
ρ = m / V unid: Kg/m³(SI) 
ρ - massa específica m - massa do fluido V – volume do 
fluido
Fluido r(kg/m3)
Água destilada a 4ºC 1000
Água do mar a 15ºC 1030
Ar atmosférico a pressão atm. e 0ºC 1,29
Ar atmosférico a pressão atm. e 15,6ºC 1,22
Mercúrio 13650
Tetracloreto de carbono 1594
Petróleo 880
Propriedades físicas
Peso Específico (γ)
γ = W / V unid: N/m³
γr – peso específico
W – peso do fluido
V – volume do fluido
Relação entre peso específico e massa específica:
g
V
mg
V
W r 
Propriedades físicas
Densidade relativa ou densidade
δ = ρ / ρ 0
δ - Massa especifica relativo
ρ - Massa especifica do fluido em estudo
ρ0 – Massa especifica do fluido tomado como referência
Referência:
Líquido – água a 4ºC (1000 kg/m3 )
Gás – ar a 0ºC e 1 atmosfera (1,22 kg/m3 )
Propriedades físicas
Volume Específico (Vs)
Vs – Volume Específico
γ – peso específico
W – peso do fluido
V – volume do fluido
W
V
Vs  
1
Técnicas de Solução de 
Problemas
•Leia o problema e redefina-o com o seu resumo dos resultados 
desejados.
•Das tabelas e gráficos, obtenha os dados de propriedades necessárias: 
massa especifica, viscosidade etc.
•Faça um esboço detalhado e identificado do sistema ou volume de 
controle necessário.
•Pense cuidadosamente e liste suas hipóteses.
•Encontre uma solução algébrica, use o sistema de unidades SI.
Exercícios
Deseja-se conhecer a massa específica (densidade absoluta), o peso 
específico e a densidade relativa de um óleo, para isso utilizou-se uma 
proveta, que possui massa igual a 500 gramas, onde foi inserido 1 litro 
do fluido. Essa proveta com o fluido foi colocada em uma balança que 
indicou a massa de 1370 gramas. 
Determine os parâmetros desejados.
A densidade relativa de uma substância é 0,8, qual seu peso específico? 
Exercícios
Sabendo que o peso especifico relativo do mercúrio é 13,6 Kgf/m³. 
Determine qual a indicação de uma balança quando 1 litro desse fluido 
é colocado sobre ela.
A massa específica de um combustível leve é 805 kg/m3. Determinar o 
peso específico e a densidade deste combustível. (considerar g = 9,8 
m/s2).
Um reservatório graduado contém 500 ml de um líquido que pesa 6 N. 
Determinar o peso específico, a massa específica e a densidade do 
líquido (considerar g = 9,8 m/s2 )