Equipamentos de Processo
HIDROSTÁTICA
Conceitos Fundamentais
Quais as diferenças
fundamentais entre fluido e
sólido?
• Fluido é mole e deformável
• Sólido é duro e muito pouco deformável
Prof. Thiago Santos (CAUT/Ipojuca)
Os conceitos anteriores estão
corretos!
Porém não foram expressos
em uma linguagem científica.
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Passando para uma linguagem
científica:
A diferença fundamental entre sólido e fluido está
relacionada com a estrutura molecular, já que para o sólido
as moléculas sofrem forte força de atração, isto mostra o
quão próximas se encontram e é isto também que garante
que o sólido tem um formato próprio, isto já não ocorre
com o fluido que apresenta as moléculas com um certo
grau de liberdade de movimento, e isto garante que
apresentem uma força de atração pequena e que não
apresentam um formato próprio.
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Primeira classificação dos
fluidos:
Líquidos:
Apesar de não ter
um formato próprio,
apresentam
um
volume próprio.
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Primeira classificação dos
fluidos:
Gases e vapores:
Além de apresentarem
forças de atração
desprezível,
não
apresentam nem um
formato próprio e nem
um volume próprio,
isto
implica
que
ocupam todo o volume
a eles oferecidos.
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Diferenciação entre sólido e fluido:
O fluido não resiste a
esforços tangenciais por
menores que estes sejam, o
que implica que se
deformam continuamente.
(desde que este seja um
fluido newtoniano)
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Fluido Newtoniano
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Fluido Newtoniano
Vídeo 1
Vídeo 2
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Outro fator importante na diferenciação
entre sólido e fluido (continuação):
Os sólidos, ao serem
solicitados por esforços,
podem resistir, deformar-se
e até mesmo cisalhar.
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Propriedades dos fluidos
Propriedades dos fluidos
Algumas propriedades são fundamentais para a análise
de um fluido e representam a base para o estudo da
mecânica dos fluidos, essas propriedades são
específicas para cada tipo de substância avaliada e são
muito importantes para uma correta avaliação dos
problemas comumente encontrados na indústria. Dentre
essas propriedades podem-se citar: a massa específica,
o peso específico e o peso específico relativo.
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Massa específica
 Representa a relação entre a massa de uma determinada
substância e o volume ocupado por ela. A massa específica pode
ser quantificada através da aplicação da equação a seguir.
massa m


volume V
 Onde, ρ é a massa específica, m representa a massa da substância
e V o volume por ela ocupado.
 No Sistema Internacional de Unidades (SI), a massa é quantificada
em kg e o volume em m³, assim, a unidade de massa específica é
kg/m³.
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Para os gases deve-se considerar a
massa específica do ar nas CNPT
• Para isto aplica-se a equação de estado
nas CNPT:
pabs
kg
101234
 ar


 1,22 3
CNPT
Rar  T 287  288,15
m
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Peso Específico
 É a relação entre o peso de um fluido e volume ocupado, seu valor pode
ser obtido pela aplicação da equação a seguir
 Como o peso é definido pelo princípio fundamental da dinâmica (2ª Lei de
Newton) por , a equação pode ser reescrita do seguinte modo:
 A partir da análise das equações é possível verificar que existe uma
relação entre a massa específica de um fluido e o seu peso específico, e
assim, pode-se escrever que:
 onde, g é o peso específico do fluido, W é o peso do fluido e g representa a
aceleração da gravidade, em unidades do (SI), o peso é dado
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Peso específico relativo - r
 Representa a relação entre o peso específico do fluido
em estudo e o peso específico da água.
r 

 padrão
Para líquidos
 padrão   H O
2
4 ºC
kgf
 1000
m³
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Exercício 1
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Solução do Exercício 1
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Exercício 2
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Solução exercício 2
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Exercícios Propostos
1) A massa específica de uma determinada
substância é igual a 40kg/m³, determine o
volume ocupado por uma massa de 500kg
dessa substância.
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Exercício proposto
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Estática dos Fluidos
Estática dos Fluidos
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Definição de Pressão
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Unidade de Pressão no Sistema Internacional
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Outras Unidades de Pressão
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Tabela de Conversão de Unidades de Pressão
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Pressão Atmosférica e Barômetro de Torricelli
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Pressão Atmosférica e Barômetro de Torricelli
𝜌𝑚𝑒𝑟𝑐ú𝑟𝑖𝑜
𝜌á𝑔𝑢𝑎
13579 kg/m3
=
= 13.579 ≅ 14
3
1000 kg/m
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O Barômetro de Torricelli
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O Barômetro de Torricelli
Vídeo
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Exercício 1
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Solução do Exercício 1
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Exercício 2
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Solução do Exercício 2
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Exercícios Propostos
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Exercícios Propostos
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Exercícios Propostos
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Exercícios Propostos
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Teorema de Stevin
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Aplicação do Teorema de Stevin
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Exercício 1
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Solução do Exercício 1
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Princípio de Pascal
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Aplicações do Princípio de Pascal
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Elevador Hidráulico
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Exercício 2
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Solução do Exercício 2
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Exercícios Propostos
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Exercícios Propostos
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Exercícios Propostos
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Exercícios Propostos
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Exercícios Propostos
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Exercícios Propostos
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Princípio de Arquimedes
• Você já deve ter observado que os corpos, quando
imersos em água, perdem “aparentemente” um pouco
de seu peso, ou seja, é mais fácil levantar um corpo
dentro da água do que fora dela. Podemos presumir,
portanto, que a água exerce uma força sobre o corpo,
de modo a equilibrar o peso resultante. Esta força
exercida pelo fluido sobre o corpo é chamada de
empuxo.
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Princípio de Arquimedes
• Arquimedes enunciou,
então, o seguinte princípio:
“Todo corpo imerso em
um fluido, está sujeito à ação
de uma força vertical de
baixo para cima (empuxo),
cujo módulo é igual ao peso
da quantidade de fluido
deslocada”. Prof. Thiago Santos (CAUT/Ipojuca)
Princípio de Arquimedes
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Calculo do Empuxo
𝐸 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜
𝑚𝐿 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑎
𝐸 = 𝑚𝐿 ∙ 𝑔
𝑚𝐿 = 𝜌 ∙ 𝑉𝑑
𝐸 = 𝜌 ∙ 𝑉𝑑 ∙ 𝑔
𝜌 − 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
𝑉𝑑 − 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜
𝑔 − 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
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