O que se entende por fluido perfeito (ideal)? O que difere?
Passo 1
O enunciado pede para definirmos o que é um fluido perfeito (também chamado de fluido ideal) e distinguir suas hipóteses básicas daqueles efeitos que existem em fluidos reais. Vamos recorrer aos conceitos de mecânica dos fluidos, em particular às hipóteses usadas nas equações de Euler versus as equações de Navier–Stokes.
Passo 2
Um fluido perfeito ou ideal é aquele que satisfaz as seguintes hipóteses simplificadoras:
- Não apresenta viscosidade interna. Em outras palavras, o coeficiente de viscosidade
é nulo, logo não há tensões de cisalhamento. - Não conduz calor, isto é, o coeficiente de condutividade térmica
também é zero, então não ocorrem trocas de calor por condução no interior do fluido. - A pressão é um escalar que age apenas na forma de forças normais ao elemento de fluido, não há componentes tangenciais de tensão.
Essas hipóteses permitem usar as equações de Euler para descrever o movimento, em vez das equações de Navier–Stokes completas.
Passo 3
Em contraste, um fluido real apresenta:
– Viscosidade , gerando tensões de cisalhamento e dissipação de energia interna (atuação de forças viscosas).
– Condutividade térmica , permitindo transporte de calor por condução.
– Possível compressibilidade associada a variações de densidade e temperatura.
Esses efeitos produzem fenômenos como camadas limites, turbulência e perda de carga por atrito, ausentes no modelo de fluido perfeito.
– Viscosidade
– Condutividade térmica
– Possível compressibilidade associada a variações de densidade e temperatura.
Esses efeitos produzem fenômenos como camadas limites, turbulência e perda de carga por atrito, ausentes no modelo de fluido perfeito.
Resposta
Um fluido perfeito (ideal) é aquele sem viscosidade interna
e sem condução de calor
, que só exerce tensão normal (pressão) e é modelado pelas equações de Euler. Diferentemente, fluidos reais têm
e
, causando tensões de cisalhamento, dissipação de energia e transferência de calor, além de fenômenos como camada limite e turbulência.