Explique a diferença entre escoamento compressível e incompressível.
Passo 1
Vamos abordar a diferença entre escoamento compressível e incompressível. Isso faz parte da matéria de Mecânica dos Fluidos. Para entender essa diferença, precisamos saber o que significa a compressibilidade de um fluido e como ela influencia o comportamento do escoamento.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre escoamento incompressível. Nesse tipo de escoamento, a densidade do fluido não muda à medida que ele se desloca. Isso significa que, independente das variações de pressão que ocorram, a quantidade de massa por unidade de volume permanece constante. Geralmente, líquidos como a água se comportam como fluidos incompressíveis porque sua densidade não varia muito mesmo sob diferentes condições de pressão.
Passo 3
Agora, vamos entender o escoamento compressível. Aqui, a densidade do fluido pode alterar significativamente conforme as mudanças de pressão e temperatura durante o escoamento. Isso é típico em gases, especialmente quando a velocidade do fluxo se aproxima ou excede a velocidade do som no próprio gás. Nessas situações, as compressões e expansões do fluido afetam diretamente sua densidade.
Passo 4
Para resumir, a principal diferença entre os dois tipos de escoamento está na variação da densidade do fluido:
- Escoamento Incompressível: A densidade é constante. Comum em líquidos.
- Escoamento Compressível: A densidade varia. Comum em gases, especialmente em altas velocidades.
Resposta
A diferença fundamental entre escoamento compressível e incompressível está na variação da densidade do fluido durante o movimento. No escoamento incompressível, a densidade permanece constante, típico de líquidos. Já no escoamento compressível, a densidade pode variar significativamente, sendo comum em gases sob altas velocidades ou variações de pressão.
Exercícios relacionados
Gás hidrogênio pressurizado é armazenado a uma temperatura de
em um recipiente esférico de diâmetro externo
feito de níquel. A casca do recipiente tem espessura
. A concentração molar do hidrogênio no níquel na superfície interior é de 0,087 (
). A concentração de hidrogênio no níquel na superfície externa é insignificante. Determine a taxa mássica de hidrogênio por difusão através do recipiente de níquel. Massa molar do hidrogênio 2.
Uma esfera de naftalina de 20 mm de diâmetro é suspensa em um ambiente com ar estagnado, sofrendo sublimação em um processo lento controlado pela difusão. Sabendo que a difusividade mássica da naftalina no ar é
, em um ambiente a 750 C e
(101kPs). Sabe-se que sob estas condições, a pressão de vapor da naftalina é de 660 Pa, a sua massa específica é de
e o peso molecular é de
atm.
. Após 49 h , exposta ao ar, qual será o diâmetro final da naftalina?
Descreva os principais conceitos encontrados nas Leis da Termodinâmica.
Um tubo de
in de diâmetro transporta um fluido refrigerante a
em um laboratório com temperatura ambiente igual a
. Inicialmente, este tubo se encontra sem isolamento térmico e, visando reduzir a taxa de transferência de calor do ambiente para o fluido, propõe-se o recobrimento do tubo com uma camada de isolamento de 1 cm de espessura com condutividade térmica
. Estimando o coeficiente de convecção para o ambiente externo igual a
, analisar a viabilidade da solução proposta, calculando a variação no fluxo térmico transferido. Desprezar os efeitos associados à espessura da parede e considerar que a resistência convectiva interna é nula. Resposta: inviável, aumento de
no fluxo térmico.