Fenômenos de Transporte: Mecânica dos Fluídos e Transferência de Calor, Resumos de Mecânica dos fluidos

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Aula 1 – Introdução aos

Fenômenos de Transporte

Prof. Eng.º Douglas Ricardo Fumes

Introdução

• O que são Fenômenos de Transporte? Quando pensamos neste tema, usualmente nos referimos ao transporte de grandezas físicas como momento, energia e massa. Logo, para cada uma destas grandezas, desdobramos nosso estudo em outras disciplinas, cada qual direcionada a um tema de interesse específico, conforme ilustrado no próximo slide.

Diferenças de Potencial

Transferência de Calor: Ocorre somente se houver diferença de temperatura entre os corpos Fluxo de Elétrons (Corrente Elétrica): Ocorre somente se houver diferença de potencial entre os materiais Escoamento de Fluídos: Ocorre somente se houver diferença de pressão entre dois pontos Transferência de Massa: Ocorre somente se houver diferença de concentração de uma espécie em uma mistura

• Mecânica dos Fluídos: Podemos definir mecânica dos fluidos como a ciência que estuda o comportamento dos fluídos. Através dela, podemos analisar e compreender o escoamento de fluidos em tubulações, o comportamento de objetos imersos em fluidos (submersos), os sistemas de lubrificação, o fenômeno da flutuação, o comportamento de máquinas hidráulicas (como bombas e válvulas), os conceitos fundamentais de aerodinâmica, entre outros.

• Mecânica dos Fluídos: Ex: Por quê a pressão da água varia a cada singularidade do encanamento (“cotovelos”, por exemplo)?

• Mecânica dos Fluídos: Ex: Qual fenômeno explica a medição de pressão arterial que os médicos fazem?

• Mecânica dos Fluídos: Ex: Como o avião voa?

• Mecânica dos Fluídos: Ex: Aerofólio

• Mecânica dos Fluídos: Ex: Por que nadadores profissionais costumam remover os pelos do corpo?

• Termodinâmica Podemos definir a termodinâmica, de maneira muito simplificada, como a ciência da energia, que estuda, através da observação experimental, o calor e o trabalho. Os fenômenos observados (estudados) nesta ciência estão formalizados em suas leis básicas (Primeira, segunda e terceira lei, além da lei zero da termodinâmica). Através destas lei, podemos compreender o a interação básica entre calor e trabalho e energia interna de uma substância, além do conceito de entropia, quando pensamos em um sistema térmico.

• Termodinâmica: Ex: Por quê o café quente deixado em uma xicara sobre a mesa “esfria”?

• Termodinâmica: Ex: Como a queima de um combustível gera movimento de um veículo?

• Termodinâmica: Ex: Como o termômetro de bulbo funciona? Por quê utilizamos o Hg (mercúrio) como fluido-termométrico?

• Primeira Lei da Termodinâmica: A primeira lei da termodinâmica estabelece uma relação entre o calor recebido por um sistema e o trabalho realizado pelo mesmo, considerando a variação de energia interna. Logo, podemos enunciá-la da seguinte forma: “O aumento da energia interna de um sistema termodinâmico é igual à quantidade de energia transferida ao sistema excluindo-se o trabalho realizado pelo mesmo sobre o ambiente”. ΔU = Q – W