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Aula 2 - Mecânica dos Fluidos

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Prof. Juliano Zucato
4° Semestre Eng. Civil / Produção
Aula 2
Conteúdo da Aula
 Revisão da Última Aula
 Conceitos e Definições
 Equações Básicas
 Exercícios
Revisão Última Aula
 O Que Significa Mecânica dos Fluidos
 Fluido
 Aplicações
 Construção de pontes, edifícios, máquinas hidráulicas, 
aerodinâmica, bombas hidráulicas
 Sistema Internacional de Unidades
 Conceitos e Definições em Engenharia
 Tensão de Cisalhamento 
 Propriedades Básicas dos Fluidos
 Massa específica, peso específico e massa específica relativa
Definição
 Fluido é uma substância que se deforma continuamente 
sob a aplicação de uma tensão de cisalhamento 
(tangencial), não importando o quão pequena ela seja.
 Fluido é uma substância incapaz de suportar tensão de 
cisalhamento quando em repouso.
Equações Básicas
 Análise de problemas: leis básicas que modelam um 
fluido
 1 – Conservação de Massa
 2 – Segunda Lei de Newton
 3 – Princípio da Quantidade de Movimento Angular
 4 – Primeira Lei da Termodinâmica
1 – Conservação de Massa
 Também conhecida como Lei de Lavoisier 
 “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se 
transforma”
 "Numa reação química que ocorre num sistema fechado, 
a massa total antes da reação é igual à massa total após a 
reação".
 m(reagentes) = m (produtos)
2 – Segunda Lei de Newton
 A força resultante que atua sobre uma partícula é igual 
ao produto da massa da partícula pela sua aceleração
 ∑ܨ	 = ݉	. ܽ⃗
 ∑ܨ = ݉	. ௗ௏
ௗ௧
 ∑ܨ = ݉	. ௗమௌ
ௗ௧మ
 3.1 – Quantidade de Movimento Linear
 O momento linear, ou quantidade de movimento (P), é uma 
grandeza vetorial que caracteriza o efeito dinâmico de um 
corpo de massa m, movimentado com uma velocidade v
 ܲ = ݉. ⃗ݒ
 Voltando na 2° Lei de Newton
 A força resultante em uma partícula é igual à taxa temporal de 
variação do seu momento linear ܲ em um sistema de 
referência inercial
 ⃗ܨ = 	ௗ௉
ௗ௧
3 – Quantidade de Movimento Angular
ܨ	 = ݉	. ܽ⃗
3 – Quantidade de Movimento Angular
 É a quantidade de movimento associado a um objeto 
que executa um movimento de rotação em torno de 
um ponto fixo (L)
 ܮ = ܲ	. ⃗ݎ
 ܮ = ݉. ⃗ݒ	. ⃗ݎ
 Para uma partícula
 ܮ = ݎ.݌
 ܮ = ݎ.݉.ܸ
 ܮ = ݎ.݉. ݒ. ݏ݁݊ߙ
4 – 1° Lei da Termodinâmica
 Termodinâmica: Ramo da física que estuda as relações 
entre calor, trabalho e energia térmica.
 Lei ZERO da Termodinâmica
 “Se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um 
terceiro, estarão em equilíbrio térmico entre si”
 ܳ௖௘ௗ௜ௗ௢ + ܳ௥௘௖௘௕௜ௗ௢ = 0
 ∑ܳ௧௥௢௖௔ௗ௢ = 0
 Onde, Q: Quantidade de Calor
 Escalas de Temperatura
 Kevin e Fahrenheit 
 ௖ܶ = 	 ௄ܶ − 273,15
 ிܶ = 	 ଽ ହ⁄ ஼ܶ + 32
 Expansão Térmica
 Linear
 ∆ܮ = ܮ.ߙ.∆ܶ
 Onde, ߙ: coeficiente de expansão linear
 Volumétrica
 ∆ܸ = ܸ.ߚ.∆ܶ
 Onde, ߚ: coeficiente de expansão volumétrica e vale ߚ = 3.ߙ
4 – 1° Lei da Termodinâmica
 Calor (Q)
 Energia que é transferida entre um sistema e seu 
ambiente, devido a uma diferença de temperatura que 
existe entre eles.
 Energia Interna (U)
 É a troca de uma forma de energia entre um sistema e 
seu ambiente.
 Soma das energias cinéticas e potencial dos átomos, 
assim como suas interações.
4 – 1° Lei da Termodinâmica
 Absorção de Calor
 Capacidade Calorífica (C)
 É uma constante de proporcionalidade entre uma quantidade 
de calor e a variação de temperatura.
 ܳ = ܥ. ௙ܶ − ௜ܶ
 Constitui o corpo estudado e não a substância.
 Calor Específico (c)
 É uma capacidade calorífica por unidade de massa.
 ܳ = ݉. ܿ. ௙ܶ − ௜ܶ
4 – 1° Lei da Termodinâmica
4 – 1° Lei da Termodinâmica
 1° Lei da Termodinâmica
 “A alteração da energia interna do sistema é igual à 
diferença entre o alteração do calor acumulado pelo 
sistema e da alteração do trabalho realizado”
 ∆ܷ = ܳ −ܹ
 Onde:
 ∆ܷ = Variação de Energia Interna
 ܳ = Quantidade de Calor
 ܹ = ܶݎܾ݈ܽܽℎ݋
Exercícios
 Exercícios passados em sala de aula

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