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Definição de Sistema e de Volume de Controle - Teoria

Definições destes dois conceitos observando as característica que eles tratam.

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    lockResumo - análise de escoamento dos fluidos - Resumo

  • Fala aí, galera. Vamos começar o nosso terceiro e último tópico sobre a disciplina mecânica dos fluidos.
    Nesse tópico, a gente vai entender melhor algumas características do escoamento. E nós vamos começar aprendendo sobre dois conceitos muito importantes que vão nos ajudar na nossa análise.
    O primeiro conceito que nós vamos estudar é o conceito de sistema. Um conceito muito importante, porque consiste em delimitar uma área de estudo no fluido e, a partir dessa delimitação, analisar as propriedades que estão envolvidas.
    Em poucas palavras, o sistema é uma porção fixa e definida de matéria. Vamos observar aqui no nosso exemplo.
    Nós temos aqui o nosso sistema e, em sua volta, nós vamos ter o que nós chamamos de meio que é tudo o que está em volta do sistema. Então, no interior dessa delimitação, nós vamos ter o nosso sistema e, esta linha que delimita o sistema, também tem uma definição que é a chamada fronteira.
    Para o estudo da propriedade do sistema, a gente vai se basear na seguinte definição: onde não há troca de massa entre o sistema e o meio. Portanto, a gente pode analisar as grandezas associadas ao sistema, como aceleração, velocidade, volume, energia entre outros, em cada instante ao longo da sua trajetória.
    Vamos observar neste exemplo. Tendo o sistema adotado esse deslocamento nós vamos analisar as propriedades em cada um desses instantes.
    Isso nós já sabemos que é o método utilizado por Lagrange. Nós definimos esse método como método de Lagrange.
    Esse método como bem sabemos apresenta algumas limitações e, no caso da análise de sistemas, algumas situações vão ser difíceis de serem estudadas. Vamos pegar como exemplo essa bomba onde aqui vamos ter a entrada de fluido e aqui a saída do fluido.
    Se nós quisermos analisar o sistema, nós vamos pegar uma porção de matéria na sua entrada e vamos analisar a sua trajetória no interior e na saída da bomba. Só que, ao observar a saída da bomba, a gente vai notar que as moléculas do sistema em análise vão estar separadas, sendo assim, nós não vamos ter um sistema coeso e com propriedades únicas.
    Para resolver esse problema, criou-se a definição de volume de controle que nós vamos ver a seguir. A definição de volume de controle surgiu da necessidade de observar apenas uma região do espaço por onde o escoamento está passando e, a partir daí, analisar as propriedades em um dado instante da observação.
    Então, tendo aqui o nosso escoamento, nós vamos delimitar o nosso volume de controle em uma área onde o escoamento passe. Então, similarmente, ao conceito de sistema em volta do volume de controle nós vamos ter o nosso meio.
    E aqui na nossa área, eu vou indicar o nosso volume de controle ou VC. A linha em que delimita o volume de controle também tem uma definição que será uma superfície de controle ou apenas SC.
    Observe que, com essa definição de volume de controle, nós vamos ter em cada instante um sistema diferente passando pela nossa área de estudos. E como nós vamos analisar as propriedades dessa área em cada instante nós sabemos que esse método é o método definido como método de Euller, que vai nos trazer algumas vantagens com relação à definição do sistema na análise de algumas situações.
    Voltando ao nosso exemplo da bomba, onde nós vamos ter a entrada de fluido por aqui e a saída por aqui, nós não vamos mais analisar a entrada e a saída de forma separada. Mas sim o conjunto como um todo.
    E nós vamos delimitar dessa forma a nossa área de estudos. Então vamos deixar marcado agora onde ficará a nossa linha de controle e a nossa superfície de controle para que fique bem claro.
    Sendo assim, nós vamos observar a entrada e a saída no mesmo instante. Em termos práticos, pode significar que tem um manômetro na entrada e um manômetro aqui na saída.
    E as leituras serão observadas em um dado instante comparando assim as duas pressões. Então é isso, galera.
    Esses conceitos são muito importantes para o nosso estudo de escoamento, espero vocês na próxima para a gente continuar a nossa análise dos escoamentos. ...

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