Propriedades dos fluidos

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Propriedades dos fluidos: aplicação na Hidráulica Aplicada 
 
Amanda Kostov Ribeiro
(1)
; Ana Grazielle Cardoso Tavares
(2)
; Darlisson Bentes dos Santos
(3)
. 
 
(1)
 Graduanda; Universidade da Amazônia - UNAMA; Santarém, PA; amandakostov@gmail.com; 
(2)
 Graduanda; Universidade da Amazônia - UNAMA; Santarém, PA; grazielleagct@hotmail.com; 
(3)
 Discente; Universidade da Amazônia - UNAMA; Santarém, PA; engenheirodbs@hotmail.com. 
 
 
RESUMO: A hidráulica é a ciência que estuda as 
características físicas dos fluidos em movimento. No 
desenvolvimento dos princípios da hidráulica, 
algumas propriedades de fluidos representam as 
principais funções, outras somente funções menores 
ou até nenhuma. Este trabalho tem como objetivo 
apresentar uma revisão bibliográfica sobre o 
comportamento e propriedades dos fluidos, com 
embasamento na disciplina de hidráulica aplicada. No 
estática da hidráulica, o peso específico é a 
propriedade mais importante, ao passo que massa 
específica, densidade, compressibilidade, 
elasticidade, viscosidade, líquidos perfeitos, atrito 
interno e externo, coesão, adesão e tensão 
superficial além de tensão de vapor são propriedades 
predominantes que ao longo do trabalho serão 
citadas cada uma com a sua particularidade. A 
hidráulica é um componente de suma importância na 
construção civil devido a diversos fatores, tais como: 
desenvolver planos de redes de água e de esgotos, 
irrigação e drenagem, dentre outras coisas que se 
tornam necessários para que o trabalho do 
engenheiro civil seja concluído. 
Palavras-chave: propriedades, estudo, conceitos. 
 
1. INTRODUÇÃO 
Hidráulica é a ciência que trata das leis do 
equilíbrio e movimento dos líquidos e da aplicação 
dessas leis à solução de problemas práticos, tendo 
em vista como principal foco de estudo os fluxos de 
líquidos limitados por paredes resistentes a tubos e 
canais naturais ou artificiais. Onde, é aplicado em 
sistemas de irrigação, drenagem, conservação do 
solo, defesa contra inundação, dimensionamento de 
tubulações e canais, cálculos fluviais, hidrelétricas, 
saneamento, abastecimento urbano e animal entre 
outros. 
O conhecimento e entendimento dos princípios 
e conceitos básicos da Mecânica dos Fluidos são 
essenciais na análise e projeto de qualquer 
sistema no qual um fluido é o meio atuante. 
Alguns exemplos que poderiam ser citados de 
principais aplicações dos Fenômenos de 
Transporte na Engenharia são: base ao estudo 
da hidráulica; esforços em obras hidráulicas; 
monitoramento hidro meteorológico; controle de 
poluentes nas águas continentais e marítimas; 
processos de tratamento de águas de 
abastecimento e residuais; movimento dos 
fluidos; hidrodinâmica; máquinas térmicas e 
máquinas hidráulicas. Sendo assim, um fluído 
consiste numa substância não sólida que, devido a 
sua pouca coesão intermolecular, carece de forma 
própria e tende a adotar a forma do recipiente que o 
contém. 
 
2. PROPRIEDADES DOS FLUIDOS, CONCEITOS 
 
2.1 Líquidos e gases 
 
Fluidos são substâncias que possuem qualidades 
necessárias de escoar e cujo volume toma a forma de 
seu recipiente. Todos os fluidos possuem um certo 
grau de compressibilidade e oferecem pequena 
resistência à mudança de forma, são divididos em 
líquidos e gases 
Líquidos possuem uma interação intermolecular 
forte e por isso eles tomam a forma do recipiente, 
porém restringindo-se a um volume finito. Gases 
possuem interação molecular fraca e por isso, além de 
tomarem a forma do recipiente, o preenchem 
completamente. A principal diferença entre eles são: 
 Os líquidos são praticamente incompressíveis, 
ao passo que os gases são compressíveis e muitas 
vezes devem ser assim tratados e; 
 Os líquidos ocupam volumes definidos e tem 
superfícies livres ao passo que uma dada massa de 
gás expande-se até ocupar todas as partes do 
recipiente. 
 
2.2 Massa específica, Densidade e Peso específico 
a) Massa especifica 
A massa específica ( ) de qualquer substância é 
sua massa dividida pelo seu volume, ou seja, é a 
massa de substância contida numa unidade de 
volume. 
 
 
 
Unidades: 
Sistema Internacional (SI)  kg/m
3
 
Sistema Técnico (ST)  u.t.m./m3 (u.t.m.= unidade 
técnica de massa) Sistema Inglês (SIg)  lb/ft
3 
(libra 
por pé cúbico = lb/pé
3 
ou lbm/pé
3
) 
Outras unidades usuais: g/cm
3
; kg/L 
 
Por exemplo: a massa específica da água muda 
com a temperatura. 
4
o
C   = 1.000 kg/m
3
 
45
o
C  = 990 kg/m
3
 
65oC   = 980 kg/m3 
 
Obs.”: É comum serem utilizadas as notações” 
e”, por exemplo, ½” para referir-se a meia polegada 
m 
ρ = 
V 
mailto:engenheirodbs@hotmail.com
 
 
2 
e 3’, por exemplo, para expressar três pés. Então: ” 
= polegada; ’ = pé. 
As unidades do sistema internacional (SI) são 
utilizadas em todo o mundo como medidas de 
padronização. Os sistemas técnico (ST) e inglês 
(SIg) ainda são utilizados na engenharia devido à 
necessidade de converter unidades da literatura 
técnica (e equipamentos) norte-americanos e 
ingleses, principalmente. 
 
b) Densidade 
A densidade é a razão entre a massa específica 
do fluido em questão e a massa específica padrão. 
Esta razão também pode ser entre o peso 
específico do fluido e o padrão. 
 
 
 
 
 
Unidades: Adimensional 
 
Para os líquidos a referência adotada é a água 
a 4oC, que no Sistema SI corresponde a ρ0 = 
1.000kg/m
3 
e para os gases a referência é o ar 
atmosférico a 0
o
C, que no Sistema SI corresponde 
a ρ0 = 1,29 kg/m
3
. 
 
c) Peso específico 
O peso específico (
força da gravidade exercida sobre sua massa (peso) 
sobre uma unidade de volume, ou seja, é o peso da 
massa de substância contida numa unidade de 
volume. Considerando a aceleração da gravidade 
 9.800 N/m3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidades: 
 Sistema Internacional (SI) N/m3 
 Sistema Técnico (ST) kgf/m3 
 Sistema Inglês (SIg) lbf/ft3 
 
2.3 Compressibilidade 
A compressibilidade, é a propriedade dos corpos 
que consiste na redução do volume quando sujeito à 
pressões externas. A compressibilidade de um flúido 
depende do módulo de compressibilidade 
volumétrico, ou seja, aumento de pressão 
corresponde a um aumento da massa volumétrica 
A compressibilidade volumétrica de um flúido é 
definida pela relação entre o acréscimo de pressão 
dP e o decréscimo do volume-dV. Como a variação 
dV depende do volume, o módulo de 
compressibilidade volumétrica é definido por: 
 
 
 (1) 
 
 
O módulo de compressibilidade varia muito pouco 
com a pressão, porém, varia notavelmente com a 
temperatura. A compressibilidade é mais significativa 
nos gases que nos líquidos. 
 
2.4 Elasticidade 
É uma propriedade importante de um fluido 
compressível, consiste em aumentar o seu volume 
quando se diminui a pressão. Dada pela equação: 
 
 (2) 
 
 
 
Quanto maior o valor de dV, menos compressível é 
o fluído. O sinal negativo faz-se necessário uma vez 
que o volume diminui com o aumento de pressão. 
 
2.5 Líquidos perfeitos 
Quando um fluido está em repouso, em torno de 
um ponto os esforços são iguais em todas as direções, 
essa propriedade se trata de isotropia. 
Já quando o fluido está em movimento, devido a 
viscosidade, há anisotropia na distribuição dos 
esforços. 
Porém, em alguns problemas particulares, pode-se 
considerar o fluido sem viscosidade e incompressível. 
Tornando-se assim, um líquido perfeito, em que a 
densidade é uma constante e existe o estado 
isotrópico de tensões em condições de movimento. 
O fluido perfeito não existe naturalmente, sendo 
portanto uma abstração teórica, mas em grande 
número de casos é prático considerar a água como tal, 
ao menos para cálculos expeditos. 
 
2.6 Viscosidade 
A viscosidade pode ser imaginada como a 
“aderência” interna de um fluido, é uma propriedade 
extremamente importante e tem um papel primário na 
geraçãode turbulência. Influencia na potência 
necessária para mover um aerofólio através da 
atmosfera. Ela é responsável pelas perdas de energia 
associadas ao transporte de fluidos em dutos, canais 
e tubulações. 
Podemos definir a viscosidade μ do flúido pela 
relação: 
 
 
 
 
Onde: 
μ : é o coeficiente de viscosidade dinâmica; 
u: velocidade; 
y: é a distância perpendicular entre as partículas em 
movimento; 
ν: velocidade cinemática; 
τ : tensão de cisalhamento. 
A viscosidade de um fluido é propriedade que 
d = 
ρ
 
ρ 
 
 
= 
γ
 
γ 
 
 
3 
determina o grau de sua resistência à força 
cisalhante. 
A ação da viscosidade representa uma forma de 
atrito interno, exercendo-se entre partículas 
adjacentes que se deslocam com velocidades 
diferentes 
 
2.7 Atrito Interno 
Quando um fluido escoa, verifica-se um 
movimento relativo entre as suas partículas, 
resultando um atrito entre elas. Atrito interno ou 
viscosidade é a propriedade dos fluidos responsável 
pela sua resistência a deformação. 
Ao se considerarem os esforços internos que se 
opõem à velocidade de deformação, pode-se partir 
do caso mais simples, representado pela figura 1. 
 No interior de um líquido, as partículas contidas 
em duas lâminas paralelas de área(A) movem-se à 
distância ( delta n), com velocidades diferentes (v) e 
(v+delta v). 
A segunda lâmina tenderá a acelerar a primeira e 
retardar a segunda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1: Diagrama cisalhamento x deformação. 
Fonte: Azevedo, Neto (2017). 
 
A força tangencial (F) decorrente dessa diferença 
de velocidade será proporcional ao gradiente de 
velocidade. 
 
2.8 Atrito Externo 
A resistência ao deslizamento de fluídos ao longo 
de superfícies sólidas chama-se atrito externo. 
Quando um líquido escoa ao longo de uma 
superfície sólida, junto a ela existe sempre uma 
camada fluida, aderente que não se movimenta. 
Um exemplo importante é o que ocorre com o 
escoamento de um líquido em um tubo. Forma-se 
junto às paredes uma película fluida que não 
participa do movimento. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2: Velocidades em seção transversal de 
escoamento em tubo. 
Fonte: Azevedo, Neto (2017). 
 
Junto a parede do tubo, a velocidade é zero, sendo 
máxima na parte central, conforme figura 2. Em 
consequência dos atritos e, principalmente, da 
viscosidade, o escoamento de um líquido numa 
canalização só ocorre com certa perda de energia, 
perda essa designada por “perda de carga”. 
2.9 Coesão, Adesão e Tensão Superficial 
 
2.9.1 Coesão 
É uma pequena força de atração entre as 
moléculas do próprio líquido, essa propriedade é que 
permite as moléculas fluidas resistirem a pequenos 
esforços de tensão. 
 
2.9.2 Adesão 
Adesão é a atração entre moléculas diferentes. 
Quando um líquido está em contato com um sólido, a 
atração exercida pelas moléculas do sólido pode ser 
maior que a atração existente entre as moléculas do 
próprio líquido. 
 
2.9.3 Tensão superficial 
É a propriedade que resulta na formação de uma 
fina película sob um líquido devido à desigualdade de 
atrações entre as moléculas que o compõe. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: Tensão superficial da água. 
Fonte: Toda matéria, 2019. 
 
 A força devida a tensão superficial resulta do 
comprimento multiplicado pela tensão superficial, este 
comprimento que será usado é o do flúido em contato 
com o sólido, ou a circunferência caso seja uma bolha. 
Manifesta-se apenas em líquidos e tem unidades de 
força por unidade de comprimento, N/m. 
 
2.10 Solubilidade dos Gases 
 
Os líquidos podem dissolver os gases. A água 
dissolve o ar em proporções diferentes entre o O2 e 
N. 
William Henry, químico britânico (1775-1836): Lei 
de Henry: “A uma temperatura constante, a massa de 
um gás dissolvido num líquido em equilíbrio de 
solubilidade (saturado com o gás) é diretamente 
proporcional à pressão parcial do gás.” P1 V1 = P2 
V2 
-Implicação: Pode ser a causa do desprendimento 
de ar e aparecimento de bolhas de ar nos pontos 
altos das tubulações. 
 
.- Aplicações práticas: 
 
 
 
4 
a) Água mineral com gás carbônico (CO2): 
 - Garrafa fechada (P > Patm): sem bolhas (mais 
gás dissolvido). 
- Garrafa aberta (P = Patm): bolhas saindo da 
água (menos gás dissolvido). 
b) Adução de água - Pontos altos: menor 
pressão e acúmulo de ar que reduz ou impede o 
escoamento. 
 
2.11 Tensão de vapor 
Tensão de vapor ou pressão de vapor 
corresponde ao valor da pressão na qual o líquido 
passa da fase líquida para a gasosa. 
Na superfície de um líquido há uma troca 
constante de moléculas que escapam para a 
atmosfera (evaporação) e outras que penetram no 
líquido (condensação). Visto que este processo 
depende da atividade molecular e que está depende 
da temperatura e da pressão, a pressão de vapor do 
líquido também depende destes, crescendo o seu 
valor com o aumento da pressão e da temperatura. 
Quando a pressão externa, na superfície do 
líquido, se iguala à pressão de vapor, este se 
evapora. Se o processo no qual isto ocorre é devido 
ao aumento da temperatura do líquido, 
permanecendo a pressão externa constante, o 
processo é denominado de evaporação. Caso isto 
se dê pela mudança da pressão local enquanto a 
temperatura permanece constante, o fenômeno é 
conhecido por cavitação. Este fenômeno ocorre, 
normalmente, em escoamentos sujeitos às baixas 
pressões, próximos à mudança de fase do estado 
líquido para o gasoso e constitui um grande 
problema em válvulas e sucção de bombas. 
 
3 CONCLUSÕES 
 
Algumas propriedades dos fluidos são importantes 
para o estudo do escoamento em Máquinas 
Hidráulica como as citadas diante todo o trabalho, por 
isso o fluido tem a propriedade de escoar como o 
próprio nome se refere, com isso os fluidos podem se 
apresentar como líquidos como exemplo a água, 
gasolina, gás (ar, oxigênio, hidrogênio) ou como uma 
combinação de líquido e gás (vapor úmido). 
 A propriedade física dos fluidos para a hidráulica 
aplicada em questão tem grandes influencia diretas, 
pois com a sua utilização e métodos conseguimos 
identificar o comportamento do movimento do 
líquido como manter o seu equilíbrio e os gases. 
 
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
a. Livro: 
AZEVEDO, Neto. 9.ed. São Paulo: Manual de 
Hidráulica, 2017, 631p. 
b. Capítulo de livro: 
GOMES, M.H. Conceitos fundamentais, 2.ed. Rio de 
Janeiro, 2018. p. 1-80. 
c. Internet 
SCRIBD.“Propriedades Físicas Dos Fluidos”. 
Disponivel em: 
<https://pt.scribd.com/document/237220449/Proprieda
des-Fisicas-Dos-Fluidos>. Acesso: 17 de março de 
2020. 
WAGNER,A. Propriedades dos fluidos.Universidade 
federal de campinas: Escola de agronomia e 
engenharia de alimentos setor de engenharia rural. 
Disponivel 
em:<iles.cercomp.ufg.br/weby/up/68/o/1.1.2__Propried
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Hidraulica. Propriedades de um fluído. Disponivel em : 
<https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4367766/mod
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Acesso: 12 de março de 2020
https://pt.scribd.com/document/237220449/Propriedades-Fisicas-Dos-Fluidos
https://pt.scribd.com/document/237220449/Propriedades-Fisicas-Dos-Fluidos
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4367766/mod_resource/content/0/Aula%201%20%20HIDRA%C3%9ALICA%20introdu%C3%A7%C3%A3o%20e%20propriedades%20f%C3%ADsicas%20dos%20fluidos.pdf
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