Durante o desenvolvimento de um novo sabor de bebida fermentada vegetal, 3 formulações (
e C) foram avaliadas à temperatura constante de
, quanto suas propriedades reológicas. Classificar os fluidos e, se possível, determinar os coeficientes de viscosidade dinâmica.
Ensaio | Fluido | Tensão | Taxa |
---|---|---|---|
1 | A | 10,4 | 5 |
2 | A | 20,8 | 10 |
3 | A | 41,6 | 20 |
4 | A | 83,2 | 40 |
5 | A | 145,6 | 70 |
6 | A | 208 | 100 |
1 | B | 1,67 | 2 |
2 | B | 3583,235 | 30 |
3 | B | 572795,5 | 180 |
4 | B | 886324,8 | 210 |
5 | B | 2001794 | 280 |
6 | B | 2433746 | 300 |
1 | C | 3,92 | 0,5 |
2 | C | 8,12 | 4 |
3 | C | 18,18 | 40 |
4 | C | 20,96 | 60 |
5 | C | 32,13 | 280 |
6 | C | 32,62 | 300 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre analisar três formulações diferentes (A, B e C) de uma bebida fermentada vegetal, avaliando suas propriedades reológicas a uma temperatura constante de
. Nosso objetivo é classificar os fluidos de cada formulação e, se der, calcular os coeficientes de viscosidade dinâmica. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre como a tensão (força) aplicada ao fluido se relaciona com a taxa de deformação (como ele flui), usando conceitos de viscosidade.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são tensão (
) e taxa de deformação (
). A tensão é a força por unidade de área aplicada ao fluido, e a taxa de deformação é a rapidez com que o fluido está sendo deformado. A viscosidade dinâmica (
) relaciona essas duas grandezas pela fórmula:
Se
for constante, o fluido é Newtoniano. Se
variar com
, o fluido é não-newtoniano e pode ser pseudo-plástico (viscosidade diminui com o aumento da taxa) ou dilatante (viscosidade aumenta com a taxa).
Passo 3
Vamos calcular a viscosidade dinâmica para cada ensaio das formulações A, B e C usando a fórmula acima:
Formulação A:
Formulação B:
Formulação C:
Passo 4
Agora, vamos analisar esses resultados para classificar os fluidos:
Formulação A:
Todas as viscosidades calculadas são iguais ( ). Isso significa que a viscosidade não muda com a taxa de deformação, caracterizando um fluido Newtoniano.
Todas as viscosidades calculadas são iguais (
Formulação B:
A viscosidade aumenta significativamente conforme a taxa de deformação aumenta, passando de a
. Esse comportamento indica que a formulação é dilatante (ou pseudoplástico fortemente dilatante), pois a viscosidade aumenta com a taxa de deformação.
A viscosidade aumenta significativamente conforme a taxa de deformação aumenta, passando de
Formulação C:
A viscosidade diminui à medida que a taxa de deformação aumenta, passando de para aproximadamente
. Isso caracteriza um fluido pseudo-plástico, já que a viscosidade diminui com o aumento da taxa de deformação.
A viscosidade diminui à medida que a taxa de deformação aumenta, passando de
Passo 5
Resumindo:
- Formulação A: Fluido Newtoniano (
). - Formulação B: Fluido Dilatante (viscosidade aumenta com a taxa de deformação).
- Formulação C: Fluido Pseudo-plástico (viscosidade diminui com a taxa de deformação).
Resposta
A classificação dos fluidos e os coeficientes de viscosidade dinâmica são:
- Formulação A: Fluido Newtoniano com viscosidade
. - Formulação B: Fluido Dilatante, onde a viscosidade aumenta conforme a taxa de deformação aumenta.
- Formulação C: Fluido Pseudo-plástico, onde a viscosidade diminui conforme a taxa de deformação aumenta.