Defina volume de controle e volume material (superfície de controle).
Passo 1
Beleza, o exercício tá pedindo duas definições chave em mecânica de fluidos/contínuos:
- Volume de Controle (e sua “superfície de controle”)
- Volume Material (às vezes chamado de volume de massa)
O conteúdo aqui é a diferença entre a descrição Euleriana (que olha pra um pedaço fixo do espaço) e a descrição Lagrangiana (que acompanha as partículas). Para resolver, a gente vai precisar entender o que significa “escolher uma região fixa” versus “acompanhar um mesmo grupo de partículas”.
Passo 2
Antes de definir, vale sacar o fundamento teórico:
- Descrição Euleriana: você pega um trechinho do espaço (pode ser fixo ou até se deformar ao longo do tempo) e observa o que entra e sai dele.
- Descrição Lagrangiana: você marca um punhado de partículas/fluidosas e segue cada uma delas, vendo como suas propriedades mudam.
Agora, aplicando isso às definições:
Volume de Controle
- É uma região arbitrária do espaço que você delimita para fazer balanços de massa, quantidade de movimento, energia, etc.
- Essa região pode ser fixa ou ter bordas que se movem/deformam ao longo do tempo, mas o ponto é: eu meço o que entra ou sai dessa região.
- A “superfície de controle” é a fronteira desse volume de controle. É nela que calculamos fluxos (de massa, energia, etc.) atravessando.
Volume Material (ou de Massa)
- Em vez de fixar um espaço, você fixa um conjunto de partículas/fluidos. Ou seja, você acompanha sempre as mesmas partículas conforme elas se deslocam.
- A fronteira desse volume se move junto com o fluxo.
- Esse approach é típico da descrição Lagrangiana, onde as equações de conservação são escritas seguindo cada partícula.
Resposta
Volume de Controle: região arbitrária (fixa ou deformável) do espaço, utilizada para avaliar fluxos através de sua superfície de controle.
Volume Material: conjunto fixo de partículas (a mesma “massa”), cuja fronteira se desloca com o fluxo.
Volume Material: conjunto fixo de partículas (a mesma “massa”), cuja fronteira se desloca com o fluxo.