15- Quais as formas de energia de um fluido escoando?
Passo 1
O enunciado pergunta quais são as formas de energia presentes num fluido em escoamento. O conteúdo envolve a análise energética de fluidos (equação de Bernoulli e termodinâmica), onde precisamos identificar os diferentes tipos de energia por unidade de massa que o fluido pode armazenar ou transportar.
Passo 2
A primeira forma é a energia cinética, associada à velocidade do fluido. Por unidade de massa, ela é dada por
onde
é a velocidade do fluido.
Passo 3
A segunda forma é a energia potencial gravitacional, relacionada à altitude do fluido num campo gravitacional. Por unidade de massa, é
em que
é a aceleração da gravidade e
é a elevação do ponto de escoamento em relação a um referencial.
Passo 4
A terceira forma é a energia de pressão (ou energia de fluxo), que corresponde ao trabalho necessário para empurrar o fluido contra uma pressão
. Por unidade de massa, representa-se por
onde
é a densidade do fluido.
Passo 5
Quando consideramos termodinâmica de fluidos compressíveis ou variações de temperatura, devemos incluir também a energia interna específica
, que é a energia armazenada na estrutura molecular e no estado térmico do fluido.
Passo 6
Reunindo todas as contribuições, a energia total por unidade de massa de um fluido em escoamento é
Resposta
As formas de energia de um fluido escoando são:
energia interna ,
energia de pressão (fluxo) ,
energia cinética e
energia potencial gravitacional .
energia interna
energia de pressão (fluxo)
energia cinética
energia potencial gravitacional