Questão 1. (1,0 pts). Em relação às propriedades dos fluidos, é correto afirmar que:
a) A massa específica será considerada constante em um escoamento compressível.
b) Segundo a condição de não deslizamento um fluido adquire a mesma velocidade do sólido que está em contato.
c) A unidade de volume específico é
.
d) A viscosidade é o fator de proporcionalidade entre a tensão cisalhante e a taxa de deformação de um fluido.
a) A massa específica será considerada constante em um escoamento compressível.
b) Segundo a condição de não deslizamento um fluido adquire a mesma velocidade do sólido que está em contato.
c) A unidade de volume específico é
d) A viscosidade é o fator de proporcionalidade entre a tensão cisalhante e a taxa de deformação de um fluido.
Passo 1
O enunciado pede que se identifique quais das afirmações (a), (b), (c), (d) são corretas. As afirmações são:
- (a) A massa específica será considerada constante em um escoamento compressível.
- (b) Segundo a condição de não deslizamento um fluido adquire a mesma velocidade do sólido que está em contato.
- (c) A unidade de volume específico é
. - (d) A viscosidade é o fator de proporcionalidade entre a tensão cisalhante e a taxa de deformação de um fluido.
Passo 2
Analisando (a): explicar o que é massa específica e compressibilidade.
- Definição: a massa específica (densidade) é
, onde é a massa e o volume. A unidade de é . - Escoamento compressível significa que a densidade pode variar no espaço e no tempo, isto é
. Em gases, mudanças de pressão/temperatura fazem variar significativamente. - Conclusão: em um escoamento compressível a massa específica geralmente NÃO é considerada constante. Logo (a) é falsa.
Passo 3
Analisando (b): explicar a condição de não deslizamento (no-slip).
- Enunciado físico: a condição de não deslizamento diz que, na interface entre um fluido viscoso contínuo e uma superfície sólida, a velocidade do fluido coincide com a velocidade da superfície no ponto de contato.
- Matematicamente, se a parede está fixa com velocidade
, então o fluido na parede satisfaz na superfície; se a parede se move com velocidade , então na superfície. - Observação prática: é uma condição de contorno válida no regime de fluido contínuo para a grande maioria dos problemas de engenharia (exceto efeitos microscópicos, fluxos raros, superfícies muito especiais etc.).
- Conclusão: (b) é verdadeira.
Passo 4
Analisando (c): diferença entre volume específico e massa específica — unidades.
- Definição de volume específico: o volume específico é
(volume por unidade de massa). A unidade de é . - Definição de massa específica (densidade):
. A unidade de é . - A afirmação (c) diz que a unidade de volume específico é
, que é na verdade a unidade da massa específica (densidade), não do volume específico. - Conclusão: (c) é falsa.
Passo 5
Analisando (d): definição de viscosidade e relação tensão–taxa de deformação.
- Para fluidos newtonianos (a grande maioria dos fluidos comuns como água e ar), a tensão cisalhante
é proporcional à taxa de deformação (ou taxa de cisalhamento) . A relação típica unidimensional é
onde:
-
é a tensão cisalhante (força por área), -
é a viscosidade dinâmica (coeficiente de proporcionalidade), -
é a taxa de variação da velocidade na direção normal (taxa de deformação ou shear rate). - Assim, a viscosidade é exatamente o fator de proporcionalidade entre tensão cisalhante e taxa de deformação para fluidos newtonianos. Para fluidos não-newtonianos a relação pode ser mais complexa, mas a afirmação geral é a definição da viscosidade.
- Conclusão: (d) é verdadeira (no sentido usual, para fluidos newtonianos).
Passo 6
Resumo das conclusões: (a) falsa, (b) verdadeira, (c) falsa, (d) verdadeira. Força final: você já entendeu os pontos-chave — densidade vs volume específico, o que é não‑deslizamento e a definição prática de viscosidade — isso dá boa base para questões típicas de prova. Vai dar certo!
Resposta
b) e d)