SEÇÃO++1 1+AULA (1)

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Prof. Me. Ednei Pires 
Seção 1.1 
Fenômenos de transporte
❑ Apresentação da disciplina 
❑ Seção 1.1 – Definição e propriedades dos fluidos 
Ementa da disciplina 
Ementa da disciplina 
Objetivo
❑ O objetivo desta disciplina é capacitar o 
estudante de engenharia a modelar, calcular e 
analisar sistemas e ciclos que envolvam os 
fenômenos de transporte. Vale ressaltar que o 
autoestudo é de suma importância para 
alcançarmos o nosso objetivo.
Competência
❑ A competência de fundamento que será trabalhada 
ao longo deste livro didático é compreender os 
conceitos básicos de fluidos e os seus 
comportamentos quando em movimento, mediante o 
uso das equações fundamentais, bem como as 
diferentes formas de transferência de calor e os 
princípios e as aplicações da termodinâmica, 
utilizados no contexto das engenharias.
Seção 1.1 - Definição e 
propriedades dos fluidos 
Definição de fluidos 
❑ Senso comum: Fluidos compreendem as fases líquidas e gasosas (ou
de vapor) das formas físicas nas quais a matéria existe.
Tensão de Cisalhamento 
❑ Segundo Brunetti (2008), um fluido é uma substância que se
deforma continuamente quando submetida à aplicação de uma
força de cisalhamento, não atingindo, portanto, uma condição de
equilíbrio estático.
Fluidos x Sólidos 
❑ Estrutura molecular
❑ Forma
❑ Volume
❑ Resistência a força tangencial
❑ Compressibilidade
❑ Densidade
❑ Viscosidade
Fluidos x Sólidos 
❖A diferença fundamental está relacionada com a estrutura molecular;
Sólido: As moléculas sofrem
forte força de atração e estão
muito próximas, por isso o
sólido tem um formato próprio;
Tipos de fluidos 
❑ Fluidos como a água, os óleos, o ar e outros são chamados de
“Newtonianos” e são estudados pela Mecânica dos Fluidos
Clássica. São aqueles que obedecem a lei de Newton da
viscosidade;
❑ Fluidos tais como as pastas de dente e outros, se comportam como
sólidos quando submetidos a pequenas tensões de cisalhamento e
como fluidos quando a tensão aplicada ultrapassa um certo valor
crítico. São “Não Newtonianos” estudados pela Reologia.
Tipos de fluidos 
Fluido newtoniano
Fluido não newtoniano: sua viscosidade não é bem 
definida e nem constante
Tipos de fluidos 
• A Lei de Newton da Viscosidade diz que a tensão de
cisalhamento é proporcional ao gradiente de velocidade.
Tem-se que a viscosidade dinâmica permite 
equilibrar dinamicamente as forças tangenciais 
aplicadas em um fluido em movimento. Portanto, a 
viscosidade dinâmica, que é uma propriedade do 
fluido, é uma medida da resistência do fluido de se 
movimentar, correspondendo ao atrito interno 
gerado nos fluidos devido a interações 
intermoleculares, sendo, em geral, uma função da 
temperatura.
Mecânica dos fluidos 
❑Objetiva o estudo do comportamento físico dos fluidos em
repouso (estática) e em movimento (dinâmica) e das leis
que regem este comportamento.
Aplicações da mecânica dos fluidos na 
Engenharia 
Foto: Ednei Pires Foto: Ednei Pires 
Aplicações da mecânica dos fluidos na 
Engenharia 
Foto: Ednei Pires 
Aplicações da mecânica dos fluidos na 
Engenharia 
Retroescavadeira hidráulica 
Um sistema pneumático para automação industrial utiliza a 
pressão do ar comprimido para realizar uma determinada 
atividade. O sistema pneumático é composto pela parte de 
geração (compressor), distribuição e aplicação.
Aplicações da mecânica dos fluidos na 
Engenharia 
Sistema de ventilação eólico Sistema de ar condicionado 
Aplicações da mecânica dos fluidos na 
Engenharia 
Simulação aerodinâmica de veículos Simulação aerodinâmica – túnel de vento
Aplicações da mecânica dos fluidos na 
Engenharia 
Bombas hidráulicas 
Aplicações da mecânica dos fluidos na 
Engenharia 
Válvulas mecânicas utilizadas em cirurgias cardíacas 
Propriedades dos fluidos 
Propriedade dos fluidos
❖Viscosidade→ resistência que o fluido apresenta ao escoamento.
❖Essa resistência é definida como o atrito interno que é resultante do
movimento de uma camada de fluido em relação à outra.
❑ Viscosidade e atrito externo
Óleo Água 
Propriedade dos fluidos
❖A viscosidade cinemática (m²/s) é obtida a partir da relação da
viscosidade dinâmica (µ) com a massa específica (𝜌).
❑ Viscosidade
Propriedade dos fluidos
❖ Capacidade que uma
substância tem de permanecer
unida, resistindo à separação
❑ Coesão: forças decorrentes da atração entre moléculas de mesma
natureza.
Propriedade dos fluidos
❖ A água possui uma tensão
superficial maior que dos outros
líquidos.
❑ Tensão superficial – força resultante da coesão.
Foto: John Griffiths / Shutterstock.com
❖Pode ser verificado na superfície
de separação entre dois fluidos
não miscíveis.
Propriedade dos fluidos
Propriedade dos fluidos
❖ Ponte terá 330 m de
extensão em Ilhas Maldivas,
sobre o oceano índico.
http://www.iengenharia.org.br/site/noticias/exibe/i
d_sessao/4/id_noticia/5807/Ilhas-Maldivas-
ter%C3%A1-ponte-flutuante
http://www.iengenharia.org.br/site/noticias/exibe/id_sessao/4/id_noticia/5807/Ilhas-Maldivas-ter%C3%A1-ponte-flutuante
Propriedade dos fluidos
❑ Adesão: força de adesão entre as moléculas de água e outras moléculas
polares
Por que a água não se distribui 
igualmente sobre uma superfície 
encerada?
Vidro de um box de um 
banheiro, limpo com 
detergente. 
Propriedade dos fluidos
❑ Capilaridade em paredes
Propriedade dos fluidos
❑ Massa específica e densidade são a razão entre massa e o volume de um
corpo.
❑ No entanto, a massa específica é sempre constante e a densidade varia
conforme o corpo.
❑ Neste caso a DENSIDADE leva em
consideração o volume completo e a
MASSA ESPECÍFICA apenas a parte
que contêm substância.
Propriedade dos fluidos
• Compressíveis:
- ρ→varia
• Incompressíveis:
- ρ→é constante
Podem ser: compressíveis e incompressíveis
Propriedade dos fluidos
O corpo abaixo (cinza) possui massa de 2.000 g. Determine sua densidade e
a massa específica do material que o constitui.
𝑑 =
𝑚
𝑉 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜
ρ =
𝑚
𝑉 𝑑𝑎 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑑 =
2000
500
ρ =
2000
400
Peso específico
❖O peso do fluido (w) é dado em N (kg.m/s²) e a aceleração da gravidade (g) em m/s²
e o peso específico (y) é dado em N/m³.
❖ É a relação entre o peso de um fluido (w) e o volume ocupado.
❖ Seu valor pode ser obtido pela aplicação da equação a seguir: 
𝜸 =
𝑾
𝑽
❖ Principio fundamental da dinâmica (w = m . g), logo: 𝜸 =
𝒎 . 𝒈
𝑽
❖ Relação entre massa especifica de um fluido e seu peso especifico: 𝜸 = 𝝆 . 𝒈
Peso Específico Relativo (𝜸𝒓) 
❖Representa a relação entre o peso específico do fluido em estudo e o
peso específico da água.
❖Em condições de atmosfera padrão o peso específico da água é 10.000
N/m³, e como o peso específico relativo é a relação entre dois pesos
específicos, o mesmo é um número adimensional, ou seja não contempla
unidades.
𝜸𝒓 =
γ
γ𝑯𝟐𝑶
Peso Específico Relativo (𝜸𝒓) 
Faça valer a pena
Peso Específico Relativo (𝜸𝒓) 
01 - Tem-se que os fluidos são caracterizados pelas suas propriedades. Por exemplo, sabe-se
que o ar frio é mais denso que o ar quente e que a água é muito menos viscosa que um óleo
lubrificante. Portanto, podemos ter a mesma situação prática envolvendo dois fluidos
diferentes, o que nos levará a diferentes soluções para o mesmo problema. Analise as
afirmações a seguir:
I. Massa específica é definida como a quantidade de massa de fluido por unidade de volume.
II. Peso específico é definido como a força, por unidade de volume, exercida sobre uma massa
específica submetida a uma aceleração gravitacional.
III. A viscosidade cinemática é obtida a partir da relação da viscosidade dinâmica com a massa
específica.
É correto o que se afirma em:
a) Apenas I e II. b) Apenas I e III. c) Apenas II e III. d) Apenas I. e) I, II e III.
Peso Específico Relativo (𝜸𝒓) 
02 - Um reservatório graduado contém 500 ml de um líquido que pesa 6 N.
Determine o peso específico (γ), a massa específica (ρ) e a densidade relativa
(d) desselíquido. Para os cálculos, adote g = 9,8 m/s2.
a) Peso específico = 1200 N/m3, massa específica = 122,5 kg/m3 e densidade relativa = 0,12. 
b) Peso específico = 1200 N/m3, massa específica = 122,5 kg/m3 e densidade relativa = 1,22. 
c) Peso específico = 12000 N/m3, massa específica = 122,5 kg/m3 e densidade relativa = 1,22. 
d) Peso específico = 1200 N/m3, massa específica = 1224,5 kg/m3 e densidade relativa = 1,22. 
e) Peso específico = 12 N/m3, massa específica = 1,22 kg/m3 e densidade relativa = 0,12.
Peso Específico Relativo (𝜸𝒓) 
Ex03: Um tanque cilíndrico que está cheio de gasolina possui
diâmetro de base igual a 2m e altura de 4m, determine a massa do
líquido presente no reservatório.
Peso Específico Relativo (𝜸𝒓) 
04 - Um reservatório cúbico com 2 m de aresta está completamente
cheio de óleo lubrificante (ρ = 880 kg/m³). Determine a massa de
óleo quando apenas ¾ do tanque estiver ocupado. Dados:
yH2O = 10000 N/m³
Peso Específico Relativo (𝜸𝒓) 
05 - Sabe-se que 900 kg de um líquido ocupa um reservatório com
volume de 1500 litros, determine sua massa específica, seu peso
específico e o peso específico relativo. Dados: yH2O = 10000N/m³, g
= 10m/s².
Peso Específico Relativo (𝜸𝒓) 
06 - Determine a massa de mercúrio presente em uma garrafa de 2
litros completamente cheia. (ρ = 13600 kg/m³). Dados: g = 10 m/s².