Defina fluidez, viscosidade cinemática e viscosidade relativa. Em que unidades são medidas?
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Definir “fluidez”.
- Definir “viscosidade cinemática”.
- Definir “viscosidade relativa”.
- Dizer em que unidades cada uma é medida.
Informações relevantes (não há dados numéricos no enunciado; pede conceitos e unidades).
Passo 2
Primeiro precisamos entender o conceito básico de viscosidade (dinâmica), porque as outras grandezas se relacionam com ela.
Definição operacional de viscosidade dinâmica: a viscosidade dinâmica (também chamada de viscosidade absoluta) mede a resistência interna do fluido ao escoamento por cisalhamento. Matematicamente define-se como a razão entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação (gradiente de velocidade) no fluido. Em símbolos:
onde:
-
é a viscosidade dinâmica (ou simplesmente viscosidade), normalmente em , -
é a tensão de cisalhamento (em ), -
é a taxa de cisalhamento (em ).
Explicação em palavras: se você empurra camadas de fluido umas sobre as outras,
é a força por unidade de área que aparece;
é o quanto as camadas deslizam por segundo; a viscosidade diz quanta força é necessária por unidade de deslizamento. Fluidos mais “grossos” têm
maior.
Unidades e conversões úteis:
- Unidade SI:
. - Unidade tradicional em engenharia de fluidos: poise (
), com . Mais usada é o centipoise:
Passo 3
Definição de fluidez (fluididade) e unidades.
Fluidez é a grandeza inversa da viscosidade dinâmica. Dá uma ideia de “quão facilmente” o fluido escoa — quanto maior a fluidez, mais “fácil” é o escoamento.
Matematicamente:
onde
é a fluidez e
é a viscosidade dinâmica já definida.
Unidades: sendo a unidade de
igual a
, a unidade de
é o inverso disso:
Exemplo numérico passo a passo (modo de prova, sem calculadora complicado):
- Se
, então
Passo 4
Definição de viscosidade cinemática e unidades.
Viscosidade cinemática relaciona a viscosidade dinâmica com a densidade do fluido; é a viscosidade “por unidade de massa volumétrica” — útil quando a inércia (massa) do fluido entra na conta do escoamento.
Matematicamente:
onde:
-
é a viscosidade cinemática, -
é a viscosidade dinâmica ( ), -
é a densidade do fluido ( ).
Unidades: como
, o produto
sobre
dá:
Conversões práticas:
- Unidade comum na indústria: stokes (
) e centistokes ( ), com
Exemplo numérico passo a passo:
- Água à temperatura ambiente:
e . - Então
Este exemplo é clássico e fácil de decorar para a prova.
Passo 5
Definição de viscosidade relativa e unidades (observação sobre contexto).
A viscosidade relativa é uma razão entre viscosidades: compara a viscosidade de uma mistura/fluido qualquer com a viscosidade de um fluido de referência (normalmente o solvente puro). É uma quantidade adimensional (sem unidade).
Forma usual:
onde:
-
é a viscosidade dinâmica do sistema (por exemplo, suspensão ou solução), -
é a viscosidade dinâmica do fluido de referência (por exemplo, o solvente puro).
Propriedades importantes:
-
é adimensional (unidade: 1). - Usada para caracterizar efeitos da adição de partículas, polímeros, etc.; por exemplo, se a solução tem o dobro da viscosidade do solvente, então
.
Observação extra (nem sempre pedida, mas útil em provas): existem outras grandezas relacionadas em reologia/polímeros, como a viscosidade específica e a viscosidade intrínseca, mas a definição mais direta e usada em muitos problemas é a razão simples acima.
Passo 6
Dicas práticas para a prova (resumo rápido e truques):
- Sempre converta viscosidade dinâmica para
antes de operar com em para obter em . - Lembre-se das conversões:
- Fluidez é o inverso da viscosidade dinâmica; se a viscosidade for pequena, a fluidez é grande.
- Viscosidade relativa não tem unidade — é uma razão. Se precisar calcular, assegure-se de usar a mesma unidade para numerador e denominador (elas cancelam).
- Anote símbolos: use
ou para viscosidade dinâmica, para cinemática, para fluidez e para viscosidade relativa.
Resposta
Fluidez:
. Unidade:
.
Viscosidade cinemática:
. Unidade:
(ex.:
).
Viscosidade relativa:
(viscosidade do sistema dividida pela do fluido de referência). Unidade: adimensional.