FLUIDOS ONDAS e TERMODINÂMICA

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FLUIDOS ONDAS e TERMODINÂMICA
FLUIDOS ONDAS
e TERMODINÂMICA
FIS1041 – 33F
Eric C. Romani
[email protected]
www.erictakezo.com/cursos/fis1041- Quarta 14/081
2
3
4
Estática e Dinâmica dos Fluidos
5
Oscilações
6
Ondas
7
Termodinâmica
8
Estática dos Fluidos
9
Estados da matéria
Gás
Sistema desordenado
•Baixa densidade
•Fácil
expansão/compressão
•Preenche o recipiente
Líquido
Ordem de curto
alcance
•Alta densidade
•Difícil
expansão/compressão
•Toma a forma do
recipiente
Sólido
Ordem de longo
alcance
•Alta densidade
•Difícil
expansão/compressão
•Forma rígida
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FLUIDOS – (líquidos , gases e plamas)
Os fluidos compartilham a propriedade de não resistir à deformação e apresentam a
capacidade de fluir (também descrita como a habilidade de tomar a forma de seus
recipientes). Estas propriedade são tipicamente em decorrência da sua incapacidade de
suportar uma tensão de cisalhamento
Parâmetros Importantes:
Massa específica ou densidade:
m

V
(Kg/m3 ou kg.m-3)
Se for mesma em todos direções  Massa específica uniforme
 gases   líquidos   sólidos (kg / m )
3
Hidrogênio
Helio
Neônio
Argônio
Xenônio
Nitrogênio
Oxigênio
Ar[cntp]
0,083
0,164
0,900
1,784
5,88
1,15
1,31
1,29
Amônia
682
sangue
1050
Etanol
789
Argônio[liq] 1390
Metano
424
Água
1000
Cobre
Prata
Chumbo
Mercúrio
Nylon
8920
10490
11340
13600
1140
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Pressão
É dada pela força média que as moléculas do fluido exercem sobre as paredes de um
recipiente
F
p
A

d FN
p=
dA
[F] = N
[A] = m²
[P] = N/m²
Unidades de Pressão:
1 Pa = 1 N / m2
1 atm = 1,013. 105 Pa
1 atm = 1 bar = 760 mm Hg
12
Exemplo / pág. 61 / Cap.14 / halliday 9 edição
a) 418 N
b) 4. 103 N
3.5
Esta força considerável é igual ao peso da
coluna de ar que esta acima da cabeça da
pessoa e se estende até o limite superior
da atmosfera terrestre.
2.4
4.2
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ESTÁTICA DE FLUIDOS
F  0
F2  F1  mg  0
F2  F1  mg
p2 A  p1 A  mg
p2 A  p1 A  Vg
 m V
V  A( y1  y2 )
p2 A  p1 A  Ag ( y1  y2 )
p2  p1  g ( y1  y2 )
Pressão em altura d
y2  d
p2  p
p  p0  ar gd
y1  0
p1  p0
Pressão em profundidade h
y2   h
p2  p
p  p0   H 2O gh
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Tubo aberto em forma de U
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MEDINDO PRESSÕES
1) O Barômetro de mercúrio
2) O Manômetro de tubo aberto
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O PRINCÍPIO DE PASCAL
“Quando uma pressão é aplicada à um fluido incompressível, esta é transmitida
integralmente a todos os pontos do fluido e à parede do recipiente.”
O macaco hidraulico
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O PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
“Quando um corpo está total ou parcialmente imerso em um fluído uma
força de empuxo Fe, exercida pelo fluido, age sobre o corpo. A força é
dirigida para cima e tem um módulo igual ao peso mg do fluido deslocado
pelo corpo.”
Definição de Empuxo:
E  Pfluidodeslocado
E  m fluidodeslocado g
m fluidodeslocado   fluidoVimerso
E   fluidoVimerso g
O PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
P > E Corpo afunda
P < E Corpo emerge
P = E Corpo Flutua
4,0cm ; 4,9m/s2
20
1,08 x 103 atm
21
8,5 kg
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Revisão da aula 1:



Fluido (gases e líquidos) – escoa devido a não
resistência as tensões de cisalhamento.
Fluido incompressível – A massa específica
ρ é uniforme e constante.
Fluido compressível – A massa específica ρ
não é uniforme.
Definição de pressão:
F
p
A
Massa específica:
1 Pa = 1 N / m2
1 atm = 1,013. 105 Pa
1 atm = 1 bar = 760 mm Hg
p3
p1
p2
p1  p 2  p3
Equação geral da pressão com a profundidade:
p2  p1  g ( y1  y2 )
m

V
Pressão em altura d:
p  p0  ar gd
Pressão em profundidade h:
p  p0   H 2O gh
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Revisão da aula 2:
Pressão Manométrica:
Princípio de Arquimedes
Empuxo
PM  P  P0  gh
E  m fluidodeslocado g
Princípio de Pascal – Macaco Hidráulico:
E   fluidoVimerso g
P < E Corpo emerge
P > E Corpo afunda
Flutuação
Empuxo  Peso
Fe Fs
pe 

 ps
Ae As
We  Ws