O que são os coeficientes de viscosidade dinâmico e cinemático? Em que consiste a hipótese de Newton sobre a viscosidade dos líquidos?
4. Um volume de 0,002772 m^3 de um fluido pesa, em um determinado local 37,43 kgf. Qual será sua massa específica (no SI) e a sua densidade, considerando glocal =9,79 m / s^2 ; rhoH 2 O=998 kg / m^3 ; 1 kgf=9,80665 N (definição). R: 13525 kg / m^3; 13,5

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: primeiro, explicar o que são os coeficientes de viscosidade dinâmico e cinemático e a hipótese de Newton sobre viscosidade; segundo, no item 4, determinar a massa específica (densidade) de um fluido cujo volume é 0,002772 m^3 e peso é 37,43 kgf, usando grm local=9,79 m/s^2 e 1 kgf=9,80665 N. Vamos precisar da relação entre peso, massa e densidade, além da definição de viscosidade.

Passo 2

Viscosidade é a “resistência interna” que um fluido oferece ao escoamento.
  • O coeficiente de viscosidade dinâmico, chamado mu, é definido pela lei de Newton do escoamento linear, que diz que a tensão de cisalhamento tau é proporcional ao gradiente de velocidade dudy:
tau = mu,dudy
  • O coeficiente de viscosidade cinemático, chamado nu, é a razão entre a viscosidade dinâmica e a densidade do fluido rho:
nu = murho
A hipótese de Newton é justamente admitir que mu é constante e que tau varia linearmente com dudy, ou seja, não há efeito não linear ou dependência de histórico de escoamento.

Passo 3

Para achar a massa do fluido, convertemos primeiro o peso em newtons e depois usamos P= m,grm local.
  • Peso em newtons:
F = 37,43 kgf times 9,80665 Nkgf = 366,85 N(aprox)
  • Massa:
m = Fgrm local = 366,85 N9,79 m/s^2 = 37,47 kg(aprox)

Passo 4

Agora a densidade rho é massa sobre volume:
rho = mV = 37,47 kg0,002772 m^3 approx 13525 kg/m^3
A densidade relativa (ou gravidade específica) é o quociente entre rho e rhorm H2O:
rhorhorm H2O = 13525998 approx 13,5

Resposta

A massa específica (densidade) é rho approx 13525 kg/m^3 e a densidade relativa é aproximadamente 13,5.

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