Exercícios Unidade 1 Grupo 7

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Estudo Dirigido Unidade 01
Fenômenos de Transporte I
Grupo 07
ASSUNTO: Introdução a Mecânica dos Fluidos, propriedades dos fluidos e Sistemas de Unidades.
Nota: Para maior aproveitamento recomendamos ao aluno:
Estudar e pesquisar antecipadamente o assunto referente a esta unidade individualmente
Fazer um resumo dos temas mais importantes referente ao assunto individualmente
Compartilhar conhecimento adquirido nos itens (1. e 2.) em reunião e estudo em grupo
Somente após concluído os itens (1. e 2.), sugeridos anteriormente resolver os exercícios propostos em grupo
Referências para pesquisa e estudo dirigido:
Notas de aulas
Referencias bibliográfica recomendadas
Artigos, exercícios e aulas disponíveis na Internet.
Estudo dirigido e Revisão teórica 
Discutir e definir: 
Massa especifica de um fluido.
Representa a relação entre a massa de uma determinada substância e o volume ocupado por ela. A massa específica pode ser quantificada através da aplicação da equação a seguir, onde ρ é a massa específica, m representa a massa da substância e V o volume por ela ocupado. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a massa é quantificada em kg e o volume em m³, assim, a unidade de massa específica é kg/m³.
Volume específico de um fluido
O volume específico “υ” é o inverso da massa específica. 
υ = 1 / ρ. 
Densidade de um fluido.
Densidade de um fluído “d” é a relação da massa específica de um fluído pela massa específica de um fluído padrão de referência, água para líquidos e ar para os gases. 
dgás = ρgás / ρar
dlíquido = ρlíquido / ρágua
Peso específico de um fluido
O peso específico de um fluído “γ” é o seu peso por unidade de volume. Da mesma maneira que uma massa tem um peso P = mg, a massa específica e peso específico são relacionados pela aceleração da gravidade, ou seja, γ = ρg A unidade do “γ” é peso por unidade de volume. Na gravidade padrão da terra g = 9,807 m/s 2 . Os pesos específicos do ar e da água na temperatura de 20 °C e 1atm são respectivamente: 
γ ar = 1,205 kg/m3 x 9,807 m/s 2 = 11,8 N/ m 3
			 γ água = 998 kg/m3 x 9,807 m/s 2 = 9.790 N/ m 3
Fluido Newtoniano
Os fluídos Newtonianos são aqueles que a tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à taxa de deformação. Sua viscosidade é constante, seguem a Lei de Newton. 
Ex.: água, leite, soluções sacarose, óleos vegetais.
Fluido não Newtoniano
Os fluídos Não – Newtonianos não apresentam uma proporção direta entre a taxa de deformação e a tensão de cisalhamento. Os fluidos não newtonianos ainda podem ser classificados em: viscoelásticos, dependentes e independentes do tempo.
Diferenças entre fluido newtoniano e fluido não newtoniano
No fluido newtoniano existe uma relação linear entre o valor da tensão de cisalhamento aplicada e a velocidade de deformação resultante. No fluido não newtoniano existe uma relação não linear entre a tensão de cisalhamento aplicada e a velocidade de deformação angular.
Exercícios práticos: Sistemas de Unidades
Transformar a viscosidade dinâmica de 1,0 x 10-5kgf.s/m2 em PA.s, lbm/ft.s, lbf.s/ft2 e cp.
1,0 x 10-5 x 
1,0 x 10-5 x 9,807x104
98,07x10-6
Transformar a viscosidade de 15x106poise em kgf.s/m2, Pa.s, lbm/ft.s, lbf.s/ft2.
Exercícios práticos: Propriedades dos fluidos
Uma câmara de pneu com volume interno igual a 0,09m3 contém ar na temperatura de 21˚c e pressão de 30 lbf/in2 Abs. Determinar a massa específica e peso do ar contido na câmara do pneu, dado R ar = 287 m2/s2k. 
 psi -------- 1 Pa
	 30 psi -------- 
 = 206 Pa
T = 21+273,15 K
T= 294,15 K
 
PV = nRT
206 Pa . 0,09 = n . 287 . 294,15 k
m = 0,22 kg
p = 
p = 
p = 2,44 kg/ 
A câmara de um dirigível de grande porte apresenta volume igual a 90000m3 e contém hélio na pressão de 110 Kpa (abs) e . Determinar a massa específica e o peso total do hélio. 
T = 15 + 273,15k
T = 288,15 k 
PV = nRT
110 Pa . 90000 = m . 2077 . 288,15 k
n = 16550,31 kg
p = 
p = 
p = 0,1839 kg/
(Petrobrás – 2011) - Em relação a algumas características dos fluidos, analise as afirmativas a seguir:
I - Os fluidos newtonianos são aqueles em que a tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à taxa de deformação.
II - A lei de Newton da viscosidade para um escoamento unidimensional é dada por: , onde “τ” é a tensão decisalhamento, “v” é a velocidade e “μ” é a viscosidade cinemática.
III - Nos líquidos, a viscosidade aumenta com o aumento da temperatura, enquanto, nos gases, a viscosidade diminuicom o aumento da temperatura.
IV - Um fluido que se comporta como um sólido até que uma tensão limítrofe seja excedida e, em seguida, exibe umarelação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação, é denominado de plástico de Bingham ouplástico ideal.
Estão corretas APENAS as afirmativas
(A) I e II.
(B) I e IV.
(C) II e III.
(D) I, II e III.
(E) II, III e IV.
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