Noção de fluido. Fluido é toda a substância que macroscopicamente apresenta a propriedade de escoar.

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1 Sumário Unidade I MECÂNICA 3- de fluidos Hidrostática - Noção de fluido, massa volúmica, peso volúmico ou peso específico e densidade relativa. - Noção de pressão e força de pressão. Unidade SI de pressão. APSA 15 Massa volúmica e densidade relativa. Pressão e força de pressão. Noção de fluido Fluido é toda a substância que macroscopicamente apresenta a propriedade de escoar. Essa maior ou menor capacidade de escoar, está relacionada com a fraca intensidade das forças de ligação intermoleculares. Nas substâncias fluidas as moléculas são pouco aderentes entre si e deslizam umas sobre as outras, ficando o corpo sem consistência, ocupando a forma do recipiente que o contém. 1

2 Noção de fluido Os fluidos podem ser líquidos ou gases. Os líquidos são praticamente incompressíveis, apresentam volume próprio e forma variável. Os gases são altamente compressíveis e além da forma variável, apresentam volume variável consoante o vaso que os contém. Noção de fluido Qualquer fluido oferece sempre uma certa resistência ao deslizamento das camadas. A esta resistência ao deslizamento chama-se viscosidade. Baixa viscosidade Alta viscosidade Alguns líquidos apresentam uma viscosidade muito grande é o caso do mel. Mel 2

3 Massa Volúmica ou densidade Massa volúmica ou densidade,, duma substância é o cociente entre a massa m duma amostra dessa substância pelo respetivo volume, V. m V - A unidade do SI de massa volúmica é o kg/m 3. - Uma unidade muitas vezes utilizada é o g/cm 3. Nota: 1g/cm 3 = 10 3 kg/m 3 Massa Volúmica ou densidade Nos sólidos e nos líquidos a massa volúmica pode ser considerada praticamente constante. Nos gases a massa volúmica pode apresentar grandes variações, mesmo quando o gás não ocupa um volume limitado (é o caso do ar da atmosfera). A massa volúmica varia quando variam as condições de pressão e temperatura. 3

4 Peso volúmico Peso volúmico,, de uma substância, é o peso pela unidade de volume da substância. Resulta do peso, P, e da massa volúmica,. Então, P = m g e P = V g m V m V P g V A unidade do SI de peso volúmico é o N/m 3. Densidade relativa, d Densidade relativa, d, é o cociente entre a massa volúmica,, dessa substância e a massa volúmica, 0, padrão. d 0 Normalmente, a substância padrão é a água à pressão normal e à temperatura de 4⁰ C, 0 = 10 3 kg/m 3. A densidade relativa é uma grandeza adimensional. 4

5 são forças exercidas pelos fluidos sobre as superfícies com as quais contactam. Se o fluido estiver em repouso isto é, em equilíbrio, as forças de pressão atuam perpendicularmente às superfícies, em todas as direções e sentidos e aumentam com a profundidade. no interior de um fluido em equilíbrio Podemos comprovar esse facto, ao fazermos um orifício num recipiente que contém um líquido: este esguicha perpendicularmente à parede devido às forças de pressão. E o jacto do líquido tem um alcance maior quanto mais abaixo o orifício estiver. 5

6 Se o fluido estiver em equilíbrio, a resultante de todas as forças de pressão, sobre qualquer elemento de volume V, é nula, porque as forças de pressão exercem-se em todas as direções e sentidos e com a mesma intensidade. No laboratório facilmente se comprova com um sensor de pressão (ou cápsula manométrica) que a força de pressão atua em todas as direções e sentidos com a mesma intensidade, para a mesma profundidade. 6

7 Noção de pressão Pressão Considere-se uma superfície de área S, submetida a forças que lhe são perpendiculares e cuja resultante é F. Chama-se pressão média, p m, ao módulo da força F, que é exercida por unidade de área. F p m S Noção de pressão Se a pressão for a mesma em todos os pontos de uma superfície, a pressão média, coincide com a pressão em qualquer ponto. F p S Se a pressão variar de ponto para ponto, a pressão num ponto, será o limite para que tende a pressão média, quando a superfície tende para zero. p F lim S S 0 Unidade de pressão do SI é o newton por metro quadrado, N/m 2, que se designa por pascal, Pa. Outras unidades de pressão muito utilizadas são o mm Hg e a atm. (Mais à frente falaremos destas unidades). 760 mm Hg = 76 cm Hg = 1 atm = 1,013 x 10 5 Pa 7

8 TPC Exercícios da APSA 15 que que ficarem por fazer. 8