Conceitue:
a) Fluido. Fluido newtoniano e fluido não newtoniano. Classifique e dê exemplos;
a) Fluido. Fluido newtoniano e fluido não newtoniano. Classifique e dê exemplos;
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente conceituar:
- O que é um fluido;
- O que é fluido newtoniano e fluido não newtoniano;
- Classificar cada um e dar exemplos.
O conteúdo aqui é Mecânica dos Fluidos, mais especificamente viscosidade e comportamento reológico. Vamos precisar falar de tensão de cisalhamento e taxa de deformação (gradiente de velocidade).
Passo 2
Primeiro, o que é fluido?
Um fluido é qualquer substância que, quando você aplica uma força de cisalhamento (tipo deslizar uma camada sobre a outra), ele continua a se deformar indefinidamente enquanto a força estiver lá. Diferente de um sólido, que para de deformar depois de um certo ponto, o fluido “escorre”.
Um fluido é qualquer substância que, quando você aplica uma força de cisalhamento (tipo deslizar uma camada sobre a outra), ele continua a se deformar indefinidamente enquanto a força estiver lá. Diferente de um sólido, que para de deformar depois de um certo ponto, o fluido “escorre”.
- Tensão de cisalhamento (τ): força por área paralela à superfície.
- Taxa de deformação (𝛾̇): quão rápido as camadas deslizam (du/dy).
Passo 3
Fluido newtoniano
É aquele que relaciona τ e 𝛾̇ de forma linear e proporcional, com uma constante de proporcionalidade chamada viscosidade (μ).
Fórmula básica (Lei de Newton da viscosidade):
É aquele que relaciona τ e 𝛾̇ de forma linear e proporcional, com uma constante de proporcionalidade chamada viscosidade (μ).
Fórmula básica (Lei de Newton da viscosidade):
Onde:
- τ é a tensão de cisalhamento;
- du/dy é a taxa de deformação;
- μ é a viscosidade (constante).
Exemplos: água, ar, óleo mineral (desde que a temperatura seja constante).
Passo 4
Fluido não newtoniano
Aqui a relação τ×𝛾̇ não é linear e/ou μ não é constante. A viscosidade varia conforme 𝛾̇ ou tempo. Podemos classificar em:
Aqui a relação τ×𝛾̇ não é linear e/ou μ não é constante. A viscosidade varia conforme 𝛾̇ ou tempo. Podemos classificar em:
- Pseudoplásticos (shear-thinning): viscosidade cai quando você acelera o escoamento. Ex.: tintas, sangue, ketchup (ele fica mais líquido quando você chacoalha).
- Dilatantes (shear-thickening): viscosidade aumenta com a taxa de deformação. Ex.: mistura de amido de milho e água (o famoso Oobleck).
- Plásticos de Bingham: só começam a fluir depois de uma tensão limite (τ₀). Acima disso, têm uma parte linear. Modelo:
Ex.: pasta de dente, argamassa de construção.
Resposta
Fluido é substância que escoa indefinidamente sob cisalhamento. Fluid-newtoniano obedece τ=μ(du/dy) com μ constante (água, ar). Fluido não newtoniano não tem μ fixo, dividindo-se em pseudoplástico (viscosidade cai, ex.: ketchup), dilatante (viscosidade sobe, ex.: Oobleck) e plástico de Bingham (precisa vencer τ₀, ex.: pasta de dente).