Com relação à Viscosidade Cinemática de um fluido, é correto afirmar:
a) É a razão entre as forças viscosas e as forças inerciais atuantes.
b) É a razão entre as forças inerciais e as forças viscosas atuantes.
c) Varia proporcionalmente ao aumento da temperatura para líquidos e possui comportamento oposto para gases.
d) Sua magnitude para líquidos é sempre maior do que para os gases.
e) Sua magnitude para gases é sempre maior do que para os líquidos.
a) É a razão entre as forças viscosas e as forças inerciais atuantes.
b) É a razão entre as forças inerciais e as forças viscosas atuantes.
c) Varia proporcionalmente ao aumento da temperatura para líquidos e possui comportamento oposto para gases.
d) Sua magnitude para líquidos é sempre maior do que para os gases.
e) Sua magnitude para gases é sempre maior do que para os líquidos.
Passo 1
Beleza, o enunciado quer que a gente escolha qual frase está certa sobre a viscosidade cinemática de um fluido. Isso cai no assunto de Mecânica dos Fluidos, mais especificamente na definição de viscosidade dinâmica e cinemática e como elas se comportam com temperatura e entre líquidos e gases. Para resolver a questão, vamos precisar:
- Saber o que é viscosidade cinemática (ν) e como ela se relaciona com a viscosidade dinâmica (μ) e a densidade (ρ).
- Entender o comportamento de μ e ρ com a temperatura em líquidos e em gases.
- Conhecer valores típicos de ν para líquidos e gases.
Passo 2
Primeiro, vamos à definição básica de viscosidade cinemática:
onde
- μ é a viscosidade dinâmica (medida de “pegajosidade” interna do fluido),
- ρ é a densidade do fluido.
Com isso:
a) “Razão entre forças viscosas e forças inerciais” na verdade é o inverso do número de Reynolds ( ), mas não é o que chamamos de ν.
b) “Razão entre forças inerciais e viscosas” é exatamente o número de Reynolds ( ), também não é ν.
a) “Razão entre forças viscosas e forças inerciais” na verdade é o inverso do número de Reynolds (
b) “Razão entre forças inerciais e viscosas” é exatamente o número de Reynolds (
Logo, nem a) nem b) estão corretas.
Passo 3
Agora, temperatura:
- Em líquidos, a viscosidade dinâmica μ cai quando a temperatura sobe (ficam “menos pegajosos”) e a densidade ρ cai levemente. No balanço ν = μ/ρ, quem domina é a queda de μ, então ν também cai com temperatura.
- Em gases, μ aumenta com temperatura (as moléculas se movem mais e chocam mais), e ρ cai (expansão). Aumento de μ costuma vencer, então ν aumenta com T.
A alternativa c) diz que, para líquidos, ν varia proporcionalmente ao aumento da temperatura (ou seja, aumenta) e para gases é o oposto. Isso é exatamente o contrário do que acontece.
Passo 4
Por fim, comparar valores típicos:
- Água à 20 °C: ν ≃ 1×10⁻⁶ m²/s.
- Ar à 20 °C e 1 atm: ν ≃ 1.5×10⁻⁵ m²/s.
Ou seja, a viscosidade cinemática do gás (ar) é bem maior que a do líquido (água).
Resposta
A alternativa correta é a e).