Fluidos são substâncias que podem fluir, como água ou óleo. Na física, o fluxo é definido como o movimento dos fluidos. Estas substâncias não têm uma forma fixa, pelo que podem adaptar-se à forma do recipiente em que se encontram.
A mecânica dos fluidos é o ramo da física que estuda o comportamento dos fluidos. Este ramo é dividido em dinâmico (se estiverem em movimento) e estático (se estiverem em repouso).
Para isso, é necessário ter uma boa compreensão do conceito de fluido, suas principais características, os diferentes tipos em que são classificados e as propriedades que os definem.
O que é um fluido?
Um fluido é um tipo de meio contínuo composto por um conjunto de partículas mantidas juntas por uma força atrativa fraca.
Os fluidos são uma das quatro categorias de matéria. A matéria pode ser dividida em sólidos, líquidos, gases e plasma.
Ao contrário dos sólidos, um fluido não pode suportar tensão de cisalhamento por um tempo apreciável.
Os líquidos têm uma forma definida, mas um volume variável. Isso significa que os líquidos podem mudar de forma e se adaptar aos recipientes que os contêm, mas não podem se expandir ou contrair livremente. Os gases, por outro lado, não têm forma nem volume definidos.
Tipos de fluido
Os fluidos podem ser classificados em vários tipos, dependendo de seu comportamento em resposta a forças:
Fluidos Newtonianos
Nos fluidos newtonianos a viscosidade é considerada constante. Os fluidos newtonianos são aqueles que seguem as leis de Newton para o movimento de fluidos em que a viscosidade é considerada constante. A curva que descreve a relação entre a tensão e sua taxa de deformação é linear.
Os líquidos e gases mais comuns se enquadram nesta categoria.
Fluidos Não Newtonianos
Um fluido não newtoniano é um líquido que não se comporta de acordo com a lei da viscosidade de Newton.
Quando em repouso, ele se comporta como um líquido. No entanto, com uma força aplicada ou com uma mudança de temperatura, sua viscosidade muda. Ou seja, não possui um valor de viscosidade definido e constante.
Em geral, diminuir a temperatura de um fluido aumenta sua viscosidade.
A maioria dos fluidos não newtonianos são mais viscosos quando submetidos a uma força lenta e menos viscosos quando submetidos a uma força rápida.
Propriedades dos fluidos em física
As propriedades de um fluido são aquelas que definem como um fluido ou gás se comporta tanto em repouso quanto em movimento. Existem propriedades primárias e propriedades secundárias do fluido.
Propriedades primárias
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A pressão indica força por unidade de área.
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A temperatura mede a noção de calor de um fluido. A temperatura está relacionada com a energia cinética das partículas no sistema.
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A energia interna é a energia total contida em um sistema termodinâmico.
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entalpia
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A entropia é a magnitude termodinâmica que permite calcular a parte da energia térmica que não pode ser utilizada para produzir trabalho.
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Calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura a um determinado valor.
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A viscosidade é a dificuldade em fluir.
Propriedades secundárias
Eles caracterizam o comportamento específico dos fluidos.
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A viscosidade de um fluido representa sua resistência ao fluxo.
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A condutividade térmica indica a facilidade com que o calor passa pelo fluido.
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A tensão superficial é uma manifestação de forças intermoleculares dentro de líquidos. A tensão superficial significa que a superfície de qualquer líquido se comporta como se houvesse uma membrana de tensão sobre ela.
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A compressão é a variação experimentada por um fluido devido a tensões de pressão.
