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
\frac{v^2}{2}
onde v 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
g\,z
em que g é a aceleração da gravidade e z 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 p. Por unidade de massa, representa-se por
\frac{p}{\rho}
onde \rho é a densidade do fluido.

Passo 5

Quando consideramos termodinâmica de fluidos compressíveis ou variações de temperatura, devemos incluir também a energia interna específica u, 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
E_{\text{total}} = u + \frac{p}{\rho} + \frac{v^2}{2} + g\,z

Resposta

As formas de energia de um fluido escoando são:
energia interna u,
energia de pressão (fluxo) \tfrac{p}{\rho},
energia cinética \tfrac{v^2}{2} e
energia potencial gravitacional g\,z.

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