Fenômenos de Transporte I
Aula 01Aula 01
Prof. Dr. Gilberto Garcia Cortez
Bibliografia utilizada
FENÔMENOS DE TRANSPORTE
A expressão fenômenos de transporte (mais
raramente, fenômenos de transferência) refere-se ao
estudo sistemático e unificado da transferência
de momento (mecânica dos fluidos), energia (transferência
de calor) e matéria (transferência de massa).
O transporte (transferência) destas grandezas e aO transporte (transferência) destas grandezas e a
construção de seus modelos guardam fortes analogias,
tanto físicas como matemáticas, de tal forma que a análise
matemática empregada é praticamente a mesma.
1- Introdução
Mecânica dos fluidos é a ciência que tem por objetivo o estudo do
comportamento físico dos fluidos em movimento e em repouso e das leis
que regem este comportamento.
A mecânica dos fluidos pode ser subdividida no estudo da estática dos
fluidos, onde o fluido está em repouso, e na dinâmica dos fluidos, onde o
fluido está em movimento.
Aplicações da mecânica dos fluidos:
- Ação de fluidos sobre superfícies submersas. Ex.: barragens- Ação de fluidos sobre superfícies submersas. Ex.: barragens
- Equilíbrio de corpos flutuantes. Ex.: embarcações
- Estudo de lubrificações.
- Transporte de sólidos por via pneumática ou hidráulica. Ex.: elevadores
- Cálculo de instalações hidráulicas. Ex.: bombas e turbinas
- Instalações de vapor. Ex.: caldeiras
- Ação de fluidos sobre veículos, aeronaves e edificações (aerodinâmica).
1.1- Definição de fluido
- Fluido é uma substância que não tem forma própria, e que,
se estiver em repouso, não resiste a tensões de cisalhamento.
- Fluido é uma substância que quando submetido a tensões de
cisalhamento (tangenciais), por pequenas que sejam, deforma-
se continuamente.
- Fluidos tendem a escoar (ou fluir) e os sólidos tendem a se
deformar ou dobrar quando interagimos com eles.deformar ou dobrar quando interagimos com eles.
- Assim, os fluidos compreendem as fases líquidas e gasosas
(ou de vapor) das formas físicas nas quais a matéria existe.
- A distinção entre um fluido e o estado sólido da matéria é
clara quando você compara seus comportamentos. Um sólido
deforma-se quando uma tensão de cisalhamento lhe é
aplicada, mas sua deformação não aumenta continuamente
com o tempo.
1.2- Equações básicas
A análise de qualquer problema de mecânica dos fluidos começa,
necessariamente, de modo direto ou indireto, com declarações das
leis básicas que modelam o movimento do fluido. As leis básicas,
aplicáveis a qualquer fluido são:
1- A equação da conservação da massa
2- A segunda lei do movimento de Newton
3- O princípio da quantidade angular3- O princípio da quantidade angular
4- A primeira lei da termodinâmica
5- A segunda lei da termodinâmica
Obviamente, nem todas as leis básicas são necessárias para resolver
um problema. Por outro lado, em muitos deles é necessário buscar
relações adicionais para a análise, na forma de equações de estado
ou outras de caráter constitutivo, que descrevam o comportamento
das propriedades físicas dos fluidos sob determinadas condições.
1.3- Métodos de análise
O primeiro passo na resolução de um problema é definir o sistema
que você está tentando analisar.
Na mecânica dos fluidos, utilizaremos um sistema ou um volume
de controle para resolver um problema.
1.3.1- Sistema
Um sistema é definido como uma quantidade de massa fixa eUm sistema é definido como uma quantidade de massa fixa e
identificável; o sistema é separado do ambiente pelas fronteiras.
As fronteiras podem ser fixas ou móveis; contudo, nenhuma
massa cruza essas fronteiras.
1.3.2- Volume de controle
Um volume de controle é um volume arbitrário no espaço através
do qual o fluido escoa. A fronteira geométrica do volume de
controle é denominado superfície de controle. É sempre importante
tomar cuidado na seleção de um volume de controle, pois a escolha
tem um grande efeito sobre a formulação matemática das leis
básicas.
1.4- Dimensões e unidades
Referimo-nos as quantidades físicas tais como comprimento (L),
tempo (t), massa (M) e temperatura (T) como dimensões.
Unidades são os nomes (e magnitudes) arbitrárias dados às
dimensões primárias adotadas como padrões de medidas.
Ex. A dimensão primária de comprimento pode ser medida em
unidades de metros (m), centímetro (cm), pés (ft), jardas ou milhas.
Cada unidade de comprimento é relacionada às outras por fatoresCada unidade de comprimento é relacionada às outras por fatores
de conversão de unidades.
Ex. 1 milha = 5280 pés = 1609 metros
SISTEMAS DE UNIDADES
Sistema Internacional de Unidades (SI)
Massa é o quilograma (Kg)
Comprimento é o metro (m)
Tempo é o segundo (s)
Temperatura é o Kelvin (K)
Força é o Newton (N)
1 N ≡≡≡≡ 1 Kg.m/s2 (secundária)
Sistema de Unidades Métrico Absoluto (CGS)
Massa é o grama (g)
Comprimento é o centímetro (cm)
Tempo é o segundo (s)
Temperatura é o Kelvin (K)
Força é a dina (dina)
1 dina ≡≡≡≡ 1 g.cm/s2 (secundária)
Sistema de Unidades Gravitacional Britânico
Massa é o slug (slug)
Comprimento é o pé (ft)
Tempo é o segundo (s)
Temperatura é o Rankine (°°°°R)
Força é a libra-força (lbf)
1 lbf ≡≡≡≡ 1 slug.ft/s2 (secundária)
Sistema de Unidades Inglês Técnico ou de EngenhariaSistema de Unidades Inglês Técnico ou de Engenharia
Massa é a libra-massa (lbm)
Comprimento é o pé (ft)
Tempo é o segundo (s)
Temperatura é o Rankine (°°°°R)
Força é a libra-força (lbf)
1 slug ≡≡≡≡ 32,2 lbm
2c
c
2
lbf.s
ft.lbm
32,2g
g
ft/s32,2xlbm1
lbf1 =≡
A constante de proporcionalidade, gc , tem dimensões e unidades no
sistema inglês técnico.
g
am.
F
c
=
No SI, a constante de proporcionalidade, gc , é sem dimensões e
unitário. Em consequência, a segunda lei de Newton é escrita:unitário. Em consequência, a segunda lei de Newton é escrita:
Nesses sistemas, resulta que a força gravitacional (o peso) sobre um
objeto de massa m é dado por:
am.F =
gm.W =
2. Conceitos fundamentais
2.1- O fluido como um contínuo
Todos os fluidos são compostos de moléculas em constante
movimento.
Um fluido é uma substância infinitamente divisível, um
continuum, e deixamos de lado o comportamento das
moléculas individuais.moléculas individuais.
2.2- Campo de velocidade
Ao lidarmos com fluidos em movimento, estaremos
naturalmente interessados na descrição de um campo de
velocidade.
A velocidade em qualquer ponto do campo de escoamento
pode variar de um instante a outro. A representação completa
da velocidade (o campo de velocidade) é dada por:
O vetor velocidade, pode também ser escrito em termos dos
seus três componentes escalares. Denotando os componente
nas direções x, y, z por µµµµ, νννν, ωωωω, escreve-se:
( Escoamento transiente )0
t
V
out)z,y,(x,VV ≠
∂
∂
=
r
rr
nas direções x, y, z por µµµµ, νννν, ωωωω, escreve-se:
Se as propriedades em cada ponto de um campo de
escoamento não mudam com o tempo, o escoamento é
denominado permanente:
kωjνiµV ++=
r
( Escoamento permanente )0
t
V
ouz)y,(x,VV =
∂
∂
=
r
rr
ÔmegaωNi;νMi;µ ===
Escoamento Uni, Bi e Tridimensionais
Um escoamento é classificado como uni, bi ou tridimensional de
acordo com o número de coordenadas espaciais necessárias para
especificar seu campo de velocidade.
t)z,y,(x,VV
rr
= ( Escoamento tridimensional e transiente )
z)y,(x,VV
rr
= ( Escoamento tridimensional e permanente )
Num escoamento uniforme, a velocidade é constante através de qualquer seção
normal ao escoamento.
2.3- Tensão de cisalhamento e viscosidade
Para um sólido, as tensões são desenvolvidas quando um material é
deformado ou cisalhado elasticamente; para um fluido, as tensões
de cisalhamento aparecem devido ao escoamento viscoso.
Seja uma força F aplicada sobre uma superfície de área A. Essa
força pode ser decomposta segundo a direção normal à superfície e
da tangente, dando origem a uma componente normal e outra
tangencial.tangencial.
tF
nF F
Defini-se tensão de cisalhamento como sendo o quociente
entre o módulo da componente tangencial e da área a qual
está aplicada.
Defini-se pressão (tensão normal) como sendo o quociente
A
Ft
=τ
Defini-se pressão (tensão normal) como sendo o quociente
entre o módulo da componente da força normal (força de
compressão) e da área a qual está aplicada.
A
F
P
n
=
Considere-se o comportamento de um elemento de fluido entre duas placas
infinitas ilustradas a seguir:
A placa superior movimenta-se a velocidade constante, δδδδu, sob a
influência de uma força aplicada constante, δδδδFx.
Força de cisalhamento aplicada sobre um fluido
Como aparecem as forças internas? O fluido junto à placa superior irá
se deslocar com velocidade v, enquanto aquele junto à placa inferior
estará com velocidade nula. Em cada seção normal às placas, irá se
formar um diagrama de velocidades, onde cada camada do fluido desliza
sobre a adjacente com uma certa velocidade relativa. Tal deslizamento
entre as camadas origina tensões de cisalhamento. A Figura a seguir
mostra o aparecimento da tensão de cisalhamento, ττττ , devido à
velocidade relativa v1 – v2, que cria um escorregamento entre as duas
camadas indicadas.
A tensão de cisalhamento, ττττyx , aplicada ao elemento de fluido é
dado por:
dA
dF
δA
δF
limτ
y
x
y
x
0δ
yx
Ay
==
→ ( 1 )
onde δδδδA é a área do elemento de fluido em contato com aonde δδδδAy é a área do elemento de fluido em contato com a
placa. No incremento de tempo, δδδδt , o elemento de fluido é
deformado da posição MNOP para a posição M’NOP’.
A taxa de deformação do fluido é dada por:
dt
dα
δt
δα
limdeformaçãodetaxa
0δt
==
→
( 2 )
O fluido é newtoniano se ττττyx for diretamente proporcional a taxa
de deformação (Equação 2).
A distância δδδδℓ entre os pontos M e M’ é dado por:
( 3 )δtδvδ
δt
δ
δv xx =⇒= l
l
dt
dα
aalproporcionediretamentτyx
δt
xx
ou alternativamente, para pequenos ângulos,
δyδαδ =l ( 4 )
Igualando (3) com (4), temos:
δyδαδtδvx =
δt
δα
δy
δvx
= ( 5 )
Aplicando o limite em ambos os lados da igualdade, obtêm-se:
δt
δα
lim
δy
δv
lim
0δt
x
0δy →→
=
dt
dα
dy
dvx
= ( 6 )
dtdy
Assim, se o fluido da figura é newtoniano, temos que:
dy
dv
aalproporcionediretamentéτ x
yx ( 7 )
A tensão de cisalhamento age num plano normal ao eixo dos y
A constante de proporcionalidade da equação (7) é a
viscosidade absoluta (ou dinâmica), µµµµ.
Assim, em termos das coordenadas da figura anterior, a lei da
viscosidade de Newton é dada por:
dy
dv
τ x
yx µ= ( 8 )
Fluidos Newtonianos
Dividindo a viscosidade absoluta, µµµµ , pela massa específica do
fluido, ρρρρ , temos uma outra quantidade útil, a viscosidade
cinemática, ou seja:
ρ
µ
=ν ( 9 )
Unidades para as grandezas relacionadas
Grandeza SI CGS Britânico
τyx Pa dina/cm2 poundals/ft2
vx m/s cm/s ft/s
y m cm fty m cm ft
µ Pa.s g/cm.s = poise lbm/ft.s
ν m2/s cm2/s = stoke ft2/s
Nota: Pascal, Pa, é o mesmo que N/m2, e Newton, N, é o mesmo
que Kg.m/s2. A abreviação para “centipoise” é cP. 1cP = 10-2
poise. 1 stoke (St) = 1 cm2/s. 1 centistokes (cSt) = 10-2 cm2/s
Viscosidade de um fluido:
É a propriedade pela qual um fluido oferece resistência ao corte;
É a medida da resistência do fluido à fluência quando sobre ele atua
uma força exterior como por exemplo um diferencial de pressão ou
gravidade;
A viscosidade mede a resistência de um líquido em fluir (escoar) eA viscosidade mede a resistência de um líquido em fluir (escoar) e
não está diretamente relacionada com a densidade do líquido, que é
a relação massa/volume. Por exemplo, o óleo de soja utilizado para
cozinhar é mais viscoso do que a água, embora seja menos denso.
A maioria dos líquidos viscosos fluem facilmente quando as suas
temperaturas aumentam; o comportamento de um fluido quando
varia a temperatura, pressão ou tensão depende do tipo de fluido.
Influência da temperatura na viscosidade dinâmica:
A viscosidade pode mudar com o tempo (todas as outras
condições ficam constantes);
A coesão molecular é a causa dominante da viscosidade nos
líquidos; à medida que a temperatura de um líquido aumenta,
estas forças coesivas diminuem, resultando uma diminuição da
viscosidade;
Nos gases, a causa dominante são as colisões aleatórias entre as
moléculas do gás; esta agitação molecular aumenta com amoléculas do gás; esta agitação molecular aumenta com a
temperatura; assim a viscosidade dos gases aumenta com a
temperatura;
Apesar da viscosidade dos líquidos e gases aumentarem
ligeiramente com a pressão, o aumento é insignificante num
intervalo de pressões considerável; assim, a viscosidade
absoluta dos gases e líquidos é usualmente considerada
independente da pressão;
2.4- Fluidos Newtonianos e não-Newtonianos
Os fluidos classificados como newtonianos, sejam eles mais ou menos
viscosos, caracterizam-se por terem uma viscosidade constante, ou seja,
seguem a Lei de Newton da viscosidade. São exemplos a água, o leite, os
óleos vegetais, etc. Já nos fluidos não-newtonianos a viscosidade varia com
a força aplicada (e por vezes com o tempo também) e portanto têm
propriedades mecânicas muito interessantes.
Um bom exemplo é o ketchup. Quando o frasco está em repouso o ketchup
é muito viscoso, mas quando o inclina ele torna-se menos viscoso e escorre,
e ainda, quando o mete na boca não sente a viscosidade.e ainda, quando o mete na boca não sente a viscosidade.
O exemplo da mistura de amido e água é muito fácil de ser realizada em
nossa própria casa; uma vez obtida a mistura comprovaremos um fato
insólito: ao agitá-la lentamente comporta-se como um fluído semi-líquido,
mas ao agitá-la com força se mostra dura como uma pedra. Enquanto se
mexe devagar com uma colher, a mistura terá a textura de uma papinha,
mas tente dar um soco e seus dedos toparão com algo tão sólido quanto
uma parede.
Em resumo, de uma forma simplificada, podemos dizer que os fluidos não-
newtonianos não possuem uma viscosidade bem definida.
31
32
ττ
Taxa de deformação
33
A reologia é o ramo da mecânica dos fluidos que estuda as propriedades
físicas que influenciam o transporte de quantidade de movimento num
fluido. É o ramo da física que estuda a viscosidade, plasticidade,
elasticidade e o escoamento da matéria.
Podemos então concluir que é a ciência responsável pelo estudo do fluxo e
deformações decorrentes deste fluxo, envolvendo a fricção do fluido.
A viscosidade é a propriedade reológica mais conhecida, e a única que
caracteriza os fluidos newtonianos.
A viscosidade aparente, µµµµ , é a viscosidade dos fluidos não-Newtonianos, aA viscosidade aparente, µµµµap , é a viscosidade dos fluidos não-Newtonianos, a
qual é válida para uma determinada taxa de deformação. Em fluido
Newtonianos a idêntica a µµµµ.
A viscosidade aparente diminui com o aumento da taxa de deformação em
fluidos pseudoplásticos (tornam-se mais finos quando sujeitos a tensões de
cisalhamento).
Os fluidos nos quais a viscosidade aparente cresce conforme a taxa de
deformação aumenta, são chamados de dilatantes (tornam-se mais espessos
quando sujeito a tensões de cisalhamento). 34
Numerosas equações empíricas têm sido propostas para descrever os
fluidos não-newtonianos independentes do tempo. Para muitas aplicações
da engenharia, essas relações podem ser adequadamente representadas
pelo exponencial que, para o escoamento unidimensional, torna-se:
dy
dv
k
n
x
yx 





=τ
onde o expoente, n, é chamado de índice de comportamento do escoamento
e o coeficiente, k, é o índice de consistência. Essa equação reduz-se à lei de
µµ ττ
e o coeficiente, k, é o índice de consistência. Essa equação reduz-se à lei de
Newton da viscosidade para n = 1 e k = µµµµ. Para assegurar que ττττyx tenha o
mesmo sinal de dvx/dy, a equação anterior é reescrita na forma:
dy
dv
dy
dv
dy
dv
k
dy
dv
dy
dv
dy
dv
k x
ap
x
1n
xx
1
x
n
x
yx
ap
µτ
µ
=





=











=
−−
43421
onde µµµµap é referenciado como viscosidade aparente do fluido.
35
Esquema de classificação dos fluidos conforme o comportamento reológico:
Um fluido que se comporta como um sólido até que uma tensão limítrofe, ττττy , seja
excedida e exibe uma relação linear entre tensão de cisalhamento e taxa de
deformação é denominado plástico de Bingham ou plástico ideal. O modelo
correspondente de cisalhamento é:
dy
dvx
apyyx µττ +=
36
Existem materiais que se comportam parcialmente como um
fluido e parcialmente como um sólido. Estes são os fluidos
viscoelásticos.
Os fluidos viscoelásticos tem algumas características, tais como:
- o tensor extra de tensões não é mais uma função linear, mas
descrevem efeitos viscosos e elásticos do escoamento do fluidodescrevem efeitos viscosos e elásticos do escoamento do fluido
em questão;
- a viscosidade normalmente é muito maior do que a dos fluidos
newtonianos;
- a viscosidade é dependente da temperatura.
37
Viscoelásticos
(propriedades elásticas
e viscosas acopladas)
Modelo Maxwell
(propriedades elásticas)
Modelo Kelvin-Voigt
(propriedades viscosas)
Estas substâncias quando
submetidas à tensão de
cisalhamento sofrem uma
deformação e quando cessa,
ocorre uma certa recuperação
da deformação sofrida
Massas de farinha de trigo,
gelatinas, queijos, líquidos
poliméricos, glicerina,
plasma, biopolímeros,
saliva, etc.
Dependente do tempo
Reopético
A viscosidade aparente diminui
conforme a duração da tensão
Alguns lubrificantes,
suspensão de pentóxido de
vanádio e argila bentonita.
Tixotrópico
A viscosidade aparente aumenta
conforme a duração da tensão
Suspensões concentradas,
emulsões, soluções
protéicas, petróleo cru,
Comparativo de propriedades de fluidos não newtonianos:
conforme a duração da tensão protéicas, petróleo cru,
tintas, ketchup.
Independente do
tempo
Pesudoplástico
A viscosidade aparente diminui
conforme o aumento da tensão
de cisalhamento .
Polpa de frutas, caldos de
fermentação, melaço de
cana.
Dilatante
A viscosidade aparente aumenta
conforme a duração da tensão
de cisalhamento .
Suspensões de amido,
soluções de farinha de milho
e açúcar, silicato de potássio
e areia.
Plásticos de Bingham
Este tipo de fluido apresenta
uma relação linear entre a
tensão de cisalhamento e a taxa
de deformação.
Fluidos de perfuração de
poços de petróleo, pasta
dental, maionese, mel, etc.
Herschel-Bulkley
A relação entre a tensão de
cisalhamento e a taxa de
deformação não é linear.
Sangue, iogurte, purê de
tomate, etc.
38
Fluido Herschel-Bulkley:
Esses fluidos apresentam o comportamento do tipo lei da
potência com tensão de cisalhamento inicial. É o modelo mais
geral.
dv
n
x




+= µττ
39
escoamentodeindicen
dy
dvx
apyyx
=






+= µττ
Classificados em dois grupos: primário e secundário
Determinação simultânea da tensão de cisalhamento e taxa de
deformação num mesmo ponto do aparelho de medição
Há viscosímetros: rotacionais e capilares.
Instrumentos que realizam medidas
diretas da tensão e da taxa de deformação
2.5- Determinação experimental de propriedades reológicas
do fluido;
De disco, de cone-disco e o de cilindro
rotativo;
Todos eles visando a reprodução do
escoamento entre placas planas paralelas.
Podem ser aplicados para ensaios tanto
de fluidos Newtonianos como de fluidos
com comportamento tensão versus
deformação não-linear e/ou visco-elástico.
Primários
Esquema de viscosímetros primários
µ = viscosidade;
Ω = velocidade angular aplicada
α = ângulo do cone
R = raioR = raio
B = distância;
T = torque medido, que resulta da tensão
oriunda da deformação do fluido.
Viscosímetro primário de Brookfield
muito popular pela facilidade de manuseio.
"spindles" cada um apropriado"spindles" cada um apropriado
para medir a viscosidade de fluidos
em uma faixa específica: os de menor
diâmetro, as maiores viscosidades; os
de maior diâmetro, as menores
viscosidades.
Inferem a razão entre a tensão aplicada e a
taxa de deformação por meios indiretos, sem
medir a tensão e deformação diretamente;
aplicam-se somente a fluidos Newtonianos,
por medirem a viscosidade indiretamente.
Secundários
por medirem a viscosidade indiretamente.
Viscosímetro capilar e viscosímetro de
Stokes.
A viscosidade é obtida através
de medições do tempo de
queda livre de uma esfera
através de um fluido
estacionário.
Viscosímetro de Stokes
g = aceleração da gravidade
D = diâmetro da esfera
ρρρρs = densidade da esfera
ρρρρf = densidade do fluido
V = velocidade terminal de queda livre, isto é, a razão entre a distância L e o intervalo
de tempo ∆∆∆∆t.
* Esta relação aplica-se somente para esferas em queda livre em meio infinito, com
Reynolds menores do que 1.
Viscosímetro Capilar
A viscosidade é obtida por meio da
medida do gradiente de pressão de um
escoamento laminar em um tubo.
Q = vazão volumétrica
L = distância entre as tomadas de pressão
∆∆∆∆P = diferença de pressão
D = diâmetro do tubo capilar
Fácil manuseio;
A viscosidade está relacionada com o
tempo de esvaziamento de um copo de
volume conhecido que tem um orifício
calibrado na sua base;
Conjunto de orifícios-padrão (giglê)
feitos de bronze polido
Viscosímetro Copo Ford
feitos de bronze polido
O orifícios de número 2, 3 e 4 são
utilizados para medir líquidos de baixa
viscosidade, na faixa de 20 a 310
centistokes;
Os orifícios de número 5, 6, 7 e 8 para
líquidos de viscosidade superior a 310 cSt.
2.5- Algumas propriedades dos fluidos
2.5.1- Massa específica
A massa específica de uma substância, designada por ρρρρ , é definida como a
massa de uma substância contida numa unidade de volume. Esta
propriedade é normalmente utilizada para caracterizar a massa de um
sistema fluido.
etc.;
L
kg
;
cm
g
;
m
kg
V
m
33 


=ρ
2.5.2- Volume específico
O volume específico, νννν , é o volume ocupado por uma unidade de massa da
substância considerada. Note que o volume específico é o recíproco da
massa específica, ou seja:
Normalmente não é utilizado o volume específico na mecânica dos fluidos,
mas é uma propriedade muito utilizada na termodinâmica.
etc.;
kg
L
;
g
cm
;
kg
m1 33






=
ρ
ν
47
2.5.3- Peso específico
O peso específico de uma substância, designada por γγγγ , é definido como o
peso da substância contida numa unidade de volume. O peso específico está
relacionado com a massa específica através da relação:
onde g é a aceleração da gravidade padrão (9,807 m/s2). Note que o peso
específico é utilizado para caracterizar o peso do sistema fluido enquanto
que a massa específica é utilizada para caracterizar a massa do sistema
fluido.



= etc.;
ft
lbf
;
cm
dina
;
m
N
ρ.gγ 333
fluido.
2.5.4- Densidade relativa
A densidade relativa de um fluido, designada por SG ( specific gravity ), é
definida como a razão entre a massa específica do fluido e a massa
específica da água a 4°°°°C (ρρρρágua = 1000 kg/m3). Nesta condição, temos:
( Adimensional )
ρ
ρ
SG
C4aágua
fluido
fluido
0
=
48
2.6- Lei dos gases perfeitos
Os gases são muito mais compressíveis do que os líquidos. Sob certas
condições, a massa específica de uma gás está relacionada com a pressão e a
temperatura através da equação:
ρRTRT
V
m
PM
perfeitos)gasesdos(leiRT
M
m
nRTPV
==
==
.atm/mol.Kcm82,05R
absolutaratemperatuT
ideaisgasesdosuniversalconstanteR
gásdomolarmassaM
gásdoabsolutaPressãoP
RT
PM
ρ
ρRTRT
V
PM
3
=







=
=
=
=
=
==
49

Cortez aula 01

  • 1.
    Fenômenos de TransporteI Aula 01Aula 01 Prof. Dr. Gilberto Garcia Cortez
  • 2.
  • 3.
    FENÔMENOS DE TRANSPORTE Aexpressão fenômenos de transporte (mais raramente, fenômenos de transferência) refere-se ao estudo sistemático e unificado da transferência de momento (mecânica dos fluidos), energia (transferência de calor) e matéria (transferência de massa). O transporte (transferência) destas grandezas e aO transporte (transferência) destas grandezas e a construção de seus modelos guardam fortes analogias, tanto físicas como matemáticas, de tal forma que a análise matemática empregada é praticamente a mesma.
  • 4.
    1- Introdução Mecânica dosfluidos é a ciência que tem por objetivo o estudo do comportamento físico dos fluidos em movimento e em repouso e das leis que regem este comportamento. A mecânica dos fluidos pode ser subdividida no estudo da estática dos fluidos, onde o fluido está em repouso, e na dinâmica dos fluidos, onde o fluido está em movimento. Aplicações da mecânica dos fluidos: - Ação de fluidos sobre superfícies submersas. Ex.: barragens- Ação de fluidos sobre superfícies submersas. Ex.: barragens - Equilíbrio de corpos flutuantes. Ex.: embarcações - Estudo de lubrificações. - Transporte de sólidos por via pneumática ou hidráulica. Ex.: elevadores - Cálculo de instalações hidráulicas. Ex.: bombas e turbinas - Instalações de vapor. Ex.: caldeiras - Ação de fluidos sobre veículos, aeronaves e edificações (aerodinâmica).
  • 5.
    1.1- Definição defluido - Fluido é uma substância que não tem forma própria, e que, se estiver em repouso, não resiste a tensões de cisalhamento. - Fluido é uma substância que quando submetido a tensões de cisalhamento (tangenciais), por pequenas que sejam, deforma- se continuamente. - Fluidos tendem a escoar (ou fluir) e os sólidos tendem a se deformar ou dobrar quando interagimos com eles.deformar ou dobrar quando interagimos com eles. - Assim, os fluidos compreendem as fases líquidas e gasosas (ou de vapor) das formas físicas nas quais a matéria existe. - A distinção entre um fluido e o estado sólido da matéria é clara quando você compara seus comportamentos. Um sólido deforma-se quando uma tensão de cisalhamento lhe é aplicada, mas sua deformação não aumenta continuamente com o tempo.
  • 6.
    1.2- Equações básicas Aanálise de qualquer problema de mecânica dos fluidos começa, necessariamente, de modo direto ou indireto, com declarações das leis básicas que modelam o movimento do fluido. As leis básicas, aplicáveis a qualquer fluido são: 1- A equação da conservação da massa 2- A segunda lei do movimento de Newton 3- O princípio da quantidade angular3- O princípio da quantidade angular 4- A primeira lei da termodinâmica 5- A segunda lei da termodinâmica Obviamente, nem todas as leis básicas são necessárias para resolver um problema. Por outro lado, em muitos deles é necessário buscar relações adicionais para a análise, na forma de equações de estado ou outras de caráter constitutivo, que descrevam o comportamento das propriedades físicas dos fluidos sob determinadas condições.
  • 7.
    1.3- Métodos deanálise O primeiro passo na resolução de um problema é definir o sistema que você está tentando analisar. Na mecânica dos fluidos, utilizaremos um sistema ou um volume de controle para resolver um problema. 1.3.1- Sistema Um sistema é definido como uma quantidade de massa fixa eUm sistema é definido como uma quantidade de massa fixa e identificável; o sistema é separado do ambiente pelas fronteiras. As fronteiras podem ser fixas ou móveis; contudo, nenhuma massa cruza essas fronteiras.
  • 8.
    1.3.2- Volume decontrole Um volume de controle é um volume arbitrário no espaço através do qual o fluido escoa. A fronteira geométrica do volume de controle é denominado superfície de controle. É sempre importante tomar cuidado na seleção de um volume de controle, pois a escolha tem um grande efeito sobre a formulação matemática das leis básicas.
  • 9.
    1.4- Dimensões eunidades Referimo-nos as quantidades físicas tais como comprimento (L), tempo (t), massa (M) e temperatura (T) como dimensões. Unidades são os nomes (e magnitudes) arbitrárias dados às dimensões primárias adotadas como padrões de medidas. Ex. A dimensão primária de comprimento pode ser medida em unidades de metros (m), centímetro (cm), pés (ft), jardas ou milhas. Cada unidade de comprimento é relacionada às outras por fatoresCada unidade de comprimento é relacionada às outras por fatores de conversão de unidades. Ex. 1 milha = 5280 pés = 1609 metros
  • 10.
    SISTEMAS DE UNIDADES SistemaInternacional de Unidades (SI) Massa é o quilograma (Kg) Comprimento é o metro (m) Tempo é o segundo (s) Temperatura é o Kelvin (K) Força é o Newton (N) 1 N ≡≡≡≡ 1 Kg.m/s2 (secundária) Sistema de Unidades Métrico Absoluto (CGS) Massa é o grama (g) Comprimento é o centímetro (cm) Tempo é o segundo (s) Temperatura é o Kelvin (K) Força é a dina (dina) 1 dina ≡≡≡≡ 1 g.cm/s2 (secundária)
  • 11.
    Sistema de UnidadesGravitacional Britânico Massa é o slug (slug) Comprimento é o pé (ft) Tempo é o segundo (s) Temperatura é o Rankine (°°°°R) Força é a libra-força (lbf) 1 lbf ≡≡≡≡ 1 slug.ft/s2 (secundária) Sistema de Unidades Inglês Técnico ou de EngenhariaSistema de Unidades Inglês Técnico ou de Engenharia Massa é a libra-massa (lbm) Comprimento é o pé (ft) Tempo é o segundo (s) Temperatura é o Rankine (°°°°R) Força é a libra-força (lbf) 1 slug ≡≡≡≡ 32,2 lbm
  • 12.
    2c c 2 lbf.s ft.lbm 32,2g g ft/s32,2xlbm1 lbf1 =≡ A constantede proporcionalidade, gc , tem dimensões e unidades no sistema inglês técnico. g am. F c = No SI, a constante de proporcionalidade, gc , é sem dimensões e unitário. Em consequência, a segunda lei de Newton é escrita:unitário. Em consequência, a segunda lei de Newton é escrita: Nesses sistemas, resulta que a força gravitacional (o peso) sobre um objeto de massa m é dado por: am.F = gm.W =
  • 13.
    2. Conceitos fundamentais 2.1-O fluido como um contínuo Todos os fluidos são compostos de moléculas em constante movimento. Um fluido é uma substância infinitamente divisível, um continuum, e deixamos de lado o comportamento das moléculas individuais.moléculas individuais. 2.2- Campo de velocidade Ao lidarmos com fluidos em movimento, estaremos naturalmente interessados na descrição de um campo de velocidade.
  • 14.
    A velocidade emqualquer ponto do campo de escoamento pode variar de um instante a outro. A representação completa da velocidade (o campo de velocidade) é dada por: O vetor velocidade, pode também ser escrito em termos dos seus três componentes escalares. Denotando os componente nas direções x, y, z por µµµµ, νννν, ωωωω, escreve-se: ( Escoamento transiente )0 t V out)z,y,(x,VV ≠ ∂ ∂ = r rr nas direções x, y, z por µµµµ, νννν, ωωωω, escreve-se: Se as propriedades em cada ponto de um campo de escoamento não mudam com o tempo, o escoamento é denominado permanente: kωjνiµV ++= r ( Escoamento permanente )0 t V ouz)y,(x,VV = ∂ ∂ = r rr ÔmegaωNi;νMi;µ ===
  • 15.
    Escoamento Uni, Bie Tridimensionais Um escoamento é classificado como uni, bi ou tridimensional de acordo com o número de coordenadas espaciais necessárias para especificar seu campo de velocidade. t)z,y,(x,VV rr = ( Escoamento tridimensional e transiente ) z)y,(x,VV rr = ( Escoamento tridimensional e permanente )
  • 16.
    Num escoamento uniforme,a velocidade é constante através de qualquer seção normal ao escoamento.
  • 17.
    2.3- Tensão decisalhamento e viscosidade Para um sólido, as tensões são desenvolvidas quando um material é deformado ou cisalhado elasticamente; para um fluido, as tensões de cisalhamento aparecem devido ao escoamento viscoso. Seja uma força F aplicada sobre uma superfície de área A. Essa força pode ser decomposta segundo a direção normal à superfície e da tangente, dando origem a uma componente normal e outra tangencial.tangencial. tF nF F
  • 18.
    Defini-se tensão decisalhamento como sendo o quociente entre o módulo da componente tangencial e da área a qual está aplicada. Defini-se pressão (tensão normal) como sendo o quociente A Ft =τ Defini-se pressão (tensão normal) como sendo o quociente entre o módulo da componente da força normal (força de compressão) e da área a qual está aplicada. A F P n =
  • 19.
    Considere-se o comportamentode um elemento de fluido entre duas placas infinitas ilustradas a seguir: A placa superior movimenta-se a velocidade constante, δδδδu, sob a influência de uma força aplicada constante, δδδδFx.
  • 20.
    Força de cisalhamentoaplicada sobre um fluido
  • 21.
    Como aparecem asforças internas? O fluido junto à placa superior irá se deslocar com velocidade v, enquanto aquele junto à placa inferior estará com velocidade nula. Em cada seção normal às placas, irá se formar um diagrama de velocidades, onde cada camada do fluido desliza sobre a adjacente com uma certa velocidade relativa. Tal deslizamento entre as camadas origina tensões de cisalhamento. A Figura a seguir mostra o aparecimento da tensão de cisalhamento, ττττ , devido à velocidade relativa v1 – v2, que cria um escorregamento entre as duas camadas indicadas.
  • 22.
    A tensão decisalhamento, ττττyx , aplicada ao elemento de fluido é dado por: dA dF δA δF limτ y x y x 0δ yx Ay == → ( 1 ) onde δδδδA é a área do elemento de fluido em contato com aonde δδδδAy é a área do elemento de fluido em contato com a placa. No incremento de tempo, δδδδt , o elemento de fluido é deformado da posição MNOP para a posição M’NOP’. A taxa de deformação do fluido é dada por: dt dα δt δα limdeformaçãodetaxa 0δt == → ( 2 )
  • 23.
    O fluido énewtoniano se ττττyx for diretamente proporcional a taxa de deformação (Equação 2). A distância δδδδℓ entre os pontos M e M’ é dado por: ( 3 )δtδvδ δt δ δv xx =⇒= l l dt dα aalproporcionediretamentτyx δt xx ou alternativamente, para pequenos ângulos, δyδαδ =l ( 4 ) Igualando (3) com (4), temos: δyδαδtδvx = δt δα δy δvx = ( 5 )
  • 24.
    Aplicando o limiteem ambos os lados da igualdade, obtêm-se: δt δα lim δy δv lim 0δt x 0δy →→ = dt dα dy dvx = ( 6 ) dtdy Assim, se o fluido da figura é newtoniano, temos que: dy dv aalproporcionediretamentéτ x yx ( 7 ) A tensão de cisalhamento age num plano normal ao eixo dos y
  • 25.
    A constante deproporcionalidade da equação (7) é a viscosidade absoluta (ou dinâmica), µµµµ. Assim, em termos das coordenadas da figura anterior, a lei da viscosidade de Newton é dada por: dy dv τ x yx µ= ( 8 ) Fluidos Newtonianos
  • 26.
    Dividindo a viscosidadeabsoluta, µµµµ , pela massa específica do fluido, ρρρρ , temos uma outra quantidade útil, a viscosidade cinemática, ou seja: ρ µ =ν ( 9 )
  • 27.
    Unidades para asgrandezas relacionadas Grandeza SI CGS Britânico τyx Pa dina/cm2 poundals/ft2 vx m/s cm/s ft/s y m cm fty m cm ft µ Pa.s g/cm.s = poise lbm/ft.s ν m2/s cm2/s = stoke ft2/s Nota: Pascal, Pa, é o mesmo que N/m2, e Newton, N, é o mesmo que Kg.m/s2. A abreviação para “centipoise” é cP. 1cP = 10-2 poise. 1 stoke (St) = 1 cm2/s. 1 centistokes (cSt) = 10-2 cm2/s
  • 28.
    Viscosidade de umfluido: É a propriedade pela qual um fluido oferece resistência ao corte; É a medida da resistência do fluido à fluência quando sobre ele atua uma força exterior como por exemplo um diferencial de pressão ou gravidade; A viscosidade mede a resistência de um líquido em fluir (escoar) eA viscosidade mede a resistência de um líquido em fluir (escoar) e não está diretamente relacionada com a densidade do líquido, que é a relação massa/volume. Por exemplo, o óleo de soja utilizado para cozinhar é mais viscoso do que a água, embora seja menos denso. A maioria dos líquidos viscosos fluem facilmente quando as suas temperaturas aumentam; o comportamento de um fluido quando varia a temperatura, pressão ou tensão depende do tipo de fluido.
  • 29.
    Influência da temperaturana viscosidade dinâmica:
  • 30.
    A viscosidade podemudar com o tempo (todas as outras condições ficam constantes); A coesão molecular é a causa dominante da viscosidade nos líquidos; à medida que a temperatura de um líquido aumenta, estas forças coesivas diminuem, resultando uma diminuição da viscosidade; Nos gases, a causa dominante são as colisões aleatórias entre as moléculas do gás; esta agitação molecular aumenta com amoléculas do gás; esta agitação molecular aumenta com a temperatura; assim a viscosidade dos gases aumenta com a temperatura; Apesar da viscosidade dos líquidos e gases aumentarem ligeiramente com a pressão, o aumento é insignificante num intervalo de pressões considerável; assim, a viscosidade absoluta dos gases e líquidos é usualmente considerada independente da pressão;
  • 31.
    2.4- Fluidos Newtonianose não-Newtonianos Os fluidos classificados como newtonianos, sejam eles mais ou menos viscosos, caracterizam-se por terem uma viscosidade constante, ou seja, seguem a Lei de Newton da viscosidade. São exemplos a água, o leite, os óleos vegetais, etc. Já nos fluidos não-newtonianos a viscosidade varia com a força aplicada (e por vezes com o tempo também) e portanto têm propriedades mecânicas muito interessantes. Um bom exemplo é o ketchup. Quando o frasco está em repouso o ketchup é muito viscoso, mas quando o inclina ele torna-se menos viscoso e escorre, e ainda, quando o mete na boca não sente a viscosidade.e ainda, quando o mete na boca não sente a viscosidade. O exemplo da mistura de amido e água é muito fácil de ser realizada em nossa própria casa; uma vez obtida a mistura comprovaremos um fato insólito: ao agitá-la lentamente comporta-se como um fluído semi-líquido, mas ao agitá-la com força se mostra dura como uma pedra. Enquanto se mexe devagar com uma colher, a mistura terá a textura de uma papinha, mas tente dar um soco e seus dedos toparão com algo tão sólido quanto uma parede. Em resumo, de uma forma simplificada, podemos dizer que os fluidos não- newtonianos não possuem uma viscosidade bem definida. 31
  • 32.
  • 33.
  • 34.
    A reologia éo ramo da mecânica dos fluidos que estuda as propriedades físicas que influenciam o transporte de quantidade de movimento num fluido. É o ramo da física que estuda a viscosidade, plasticidade, elasticidade e o escoamento da matéria. Podemos então concluir que é a ciência responsável pelo estudo do fluxo e deformações decorrentes deste fluxo, envolvendo a fricção do fluido. A viscosidade é a propriedade reológica mais conhecida, e a única que caracteriza os fluidos newtonianos. A viscosidade aparente, µµµµ , é a viscosidade dos fluidos não-Newtonianos, aA viscosidade aparente, µµµµap , é a viscosidade dos fluidos não-Newtonianos, a qual é válida para uma determinada taxa de deformação. Em fluido Newtonianos a idêntica a µµµµ. A viscosidade aparente diminui com o aumento da taxa de deformação em fluidos pseudoplásticos (tornam-se mais finos quando sujeitos a tensões de cisalhamento). Os fluidos nos quais a viscosidade aparente cresce conforme a taxa de deformação aumenta, são chamados de dilatantes (tornam-se mais espessos quando sujeito a tensões de cisalhamento). 34
  • 35.
    Numerosas equações empíricastêm sido propostas para descrever os fluidos não-newtonianos independentes do tempo. Para muitas aplicações da engenharia, essas relações podem ser adequadamente representadas pelo exponencial que, para o escoamento unidimensional, torna-se: dy dv k n x yx       =τ onde o expoente, n, é chamado de índice de comportamento do escoamento e o coeficiente, k, é o índice de consistência. Essa equação reduz-se à lei de µµ ττ e o coeficiente, k, é o índice de consistência. Essa equação reduz-se à lei de Newton da viscosidade para n = 1 e k = µµµµ. Para assegurar que ττττyx tenha o mesmo sinal de dvx/dy, a equação anterior é reescrita na forma: dy dv dy dv dy dv k dy dv dy dv dy dv k x ap x 1n xx 1 x n x yx ap µτ µ =      =            = −− 43421 onde µµµµap é referenciado como viscosidade aparente do fluido. 35
  • 36.
    Esquema de classificaçãodos fluidos conforme o comportamento reológico: Um fluido que se comporta como um sólido até que uma tensão limítrofe, ττττy , seja excedida e exibe uma relação linear entre tensão de cisalhamento e taxa de deformação é denominado plástico de Bingham ou plástico ideal. O modelo correspondente de cisalhamento é: dy dvx apyyx µττ += 36
  • 37.
    Existem materiais quese comportam parcialmente como um fluido e parcialmente como um sólido. Estes são os fluidos viscoelásticos. Os fluidos viscoelásticos tem algumas características, tais como: - o tensor extra de tensões não é mais uma função linear, mas descrevem efeitos viscosos e elásticos do escoamento do fluidodescrevem efeitos viscosos e elásticos do escoamento do fluido em questão; - a viscosidade normalmente é muito maior do que a dos fluidos newtonianos; - a viscosidade é dependente da temperatura. 37
  • 38.
    Viscoelásticos (propriedades elásticas e viscosasacopladas) Modelo Maxwell (propriedades elásticas) Modelo Kelvin-Voigt (propriedades viscosas) Estas substâncias quando submetidas à tensão de cisalhamento sofrem uma deformação e quando cessa, ocorre uma certa recuperação da deformação sofrida Massas de farinha de trigo, gelatinas, queijos, líquidos poliméricos, glicerina, plasma, biopolímeros, saliva, etc. Dependente do tempo Reopético A viscosidade aparente diminui conforme a duração da tensão Alguns lubrificantes, suspensão de pentóxido de vanádio e argila bentonita. Tixotrópico A viscosidade aparente aumenta conforme a duração da tensão Suspensões concentradas, emulsões, soluções protéicas, petróleo cru, Comparativo de propriedades de fluidos não newtonianos: conforme a duração da tensão protéicas, petróleo cru, tintas, ketchup. Independente do tempo Pesudoplástico A viscosidade aparente diminui conforme o aumento da tensão de cisalhamento . Polpa de frutas, caldos de fermentação, melaço de cana. Dilatante A viscosidade aparente aumenta conforme a duração da tensão de cisalhamento . Suspensões de amido, soluções de farinha de milho e açúcar, silicato de potássio e areia. Plásticos de Bingham Este tipo de fluido apresenta uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação. Fluidos de perfuração de poços de petróleo, pasta dental, maionese, mel, etc. Herschel-Bulkley A relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação não é linear. Sangue, iogurte, purê de tomate, etc. 38
  • 39.
    Fluido Herschel-Bulkley: Esses fluidosapresentam o comportamento do tipo lei da potência com tensão de cisalhamento inicial. É o modelo mais geral. dv n x     += µττ 39 escoamentodeindicen dy dvx apyyx =       += µττ
  • 40.
    Classificados em doisgrupos: primário e secundário Determinação simultânea da tensão de cisalhamento e taxa de deformação num mesmo ponto do aparelho de medição Há viscosímetros: rotacionais e capilares. Instrumentos que realizam medidas diretas da tensão e da taxa de deformação 2.5- Determinação experimental de propriedades reológicas do fluido; De disco, de cone-disco e o de cilindro rotativo; Todos eles visando a reprodução do escoamento entre placas planas paralelas. Podem ser aplicados para ensaios tanto de fluidos Newtonianos como de fluidos com comportamento tensão versus deformação não-linear e/ou visco-elástico. Primários
  • 41.
    Esquema de viscosímetrosprimários µ = viscosidade; Ω = velocidade angular aplicada α = ângulo do cone R = raioR = raio B = distância; T = torque medido, que resulta da tensão oriunda da deformação do fluido.
  • 42.
    Viscosímetro primário deBrookfield muito popular pela facilidade de manuseio. "spindles" cada um apropriado"spindles" cada um apropriado para medir a viscosidade de fluidos em uma faixa específica: os de menor diâmetro, as maiores viscosidades; os de maior diâmetro, as menores viscosidades.
  • 43.
    Inferem a razãoentre a tensão aplicada e a taxa de deformação por meios indiretos, sem medir a tensão e deformação diretamente; aplicam-se somente a fluidos Newtonianos, por medirem a viscosidade indiretamente. Secundários por medirem a viscosidade indiretamente. Viscosímetro capilar e viscosímetro de Stokes.
  • 44.
    A viscosidade éobtida através de medições do tempo de queda livre de uma esfera através de um fluido estacionário. Viscosímetro de Stokes g = aceleração da gravidade D = diâmetro da esfera ρρρρs = densidade da esfera ρρρρf = densidade do fluido V = velocidade terminal de queda livre, isto é, a razão entre a distância L e o intervalo de tempo ∆∆∆∆t. * Esta relação aplica-se somente para esferas em queda livre em meio infinito, com Reynolds menores do que 1.
  • 45.
    Viscosímetro Capilar A viscosidadeé obtida por meio da medida do gradiente de pressão de um escoamento laminar em um tubo. Q = vazão volumétrica L = distância entre as tomadas de pressão ∆∆∆∆P = diferença de pressão D = diâmetro do tubo capilar
  • 46.
    Fácil manuseio; A viscosidadeestá relacionada com o tempo de esvaziamento de um copo de volume conhecido que tem um orifício calibrado na sua base; Conjunto de orifícios-padrão (giglê) feitos de bronze polido Viscosímetro Copo Ford feitos de bronze polido O orifícios de número 2, 3 e 4 são utilizados para medir líquidos de baixa viscosidade, na faixa de 20 a 310 centistokes; Os orifícios de número 5, 6, 7 e 8 para líquidos de viscosidade superior a 310 cSt.
  • 47.
    2.5- Algumas propriedadesdos fluidos 2.5.1- Massa específica A massa específica de uma substância, designada por ρρρρ , é definida como a massa de uma substância contida numa unidade de volume. Esta propriedade é normalmente utilizada para caracterizar a massa de um sistema fluido. etc.; L kg ; cm g ; m kg V m 33    =ρ 2.5.2- Volume específico O volume específico, νννν , é o volume ocupado por uma unidade de massa da substância considerada. Note que o volume específico é o recíproco da massa específica, ou seja: Normalmente não é utilizado o volume específico na mecânica dos fluidos, mas é uma propriedade muito utilizada na termodinâmica. etc.; kg L ; g cm ; kg m1 33       = ρ ν 47
  • 48.
    2.5.3- Peso específico Opeso específico de uma substância, designada por γγγγ , é definido como o peso da substância contida numa unidade de volume. O peso específico está relacionado com a massa específica através da relação: onde g é a aceleração da gravidade padrão (9,807 m/s2). Note que o peso específico é utilizado para caracterizar o peso do sistema fluido enquanto que a massa específica é utilizada para caracterizar a massa do sistema fluido.    = etc.; ft lbf ; cm dina ; m N ρ.gγ 333 fluido. 2.5.4- Densidade relativa A densidade relativa de um fluido, designada por SG ( specific gravity ), é definida como a razão entre a massa específica do fluido e a massa específica da água a 4°°°°C (ρρρρágua = 1000 kg/m3). Nesta condição, temos: ( Adimensional ) ρ ρ SG C4aágua fluido fluido 0 = 48
  • 49.
    2.6- Lei dosgases perfeitos Os gases são muito mais compressíveis do que os líquidos. Sob certas condições, a massa específica de uma gás está relacionada com a pressão e a temperatura através da equação: ρRTRT V m PM perfeitos)gasesdos(leiRT M m nRTPV == == .atm/mol.Kcm82,05R absolutaratemperatuT ideaisgasesdosuniversalconstanteR gásdomolarmassaM gásdoabsolutaPressãoP RT PM ρ ρRTRT V PM 3 =        = = = = = == 49