Em relação à viscosidade dos fluidos são feitas as seguintes afirmações:
(I) Diagrama reológico linear é exclusividade dos fluidos newtonianos.
(II) Fluidos não newtonianos podem ser considerados aqueles que apresentam tensão mínima para escoamento.
(III) Fluidos newtonianos apresentam viscosidade constante com o aumento das taxas de deformação e das tensões de cisalhamento.
(IV) Fluidos dilatantes apresentam diagrama reológico não linear, com viscosidade crescente diante do aumento das tensões cisalhantes.
(V) Fluidos newtonianos apresentam diagrama reológico linear, com viscosidade crescente diante do aumento das tensões cisalhantes.
Quais são os itens verdadeiros? Justifique.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre viscosidade dos fluidos! A questão nos apresenta cinco afirmações relacionadas aos tipos de fluidos (newtonianos e não newtonianos) e seus diagramas reológicos. Nosso objetivo é analisar cada afirmação e identificar quais são verdadeiras. Para isso, vamos precisar entender os conceitos de viscosidade, fluidos newtonianos e não newtonianos, além de saber interpretar diagramas reológicos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são fluidos newtonianos e não newtonianos. Fluidos newtonianos são aqueles cuja viscosidade permanece constante, independentemente da taxa de deformação ou das tensões de cisalhamento aplicadas. Um exemplo clássico é a água. Já os fluidos não newtonianos têm viscosidade que varia com a taxa de deformação ou com a tensão de cisalhamento. Exemplos incluem ketchup e massas de polímero.

Passo 3

Agora, vamos analisar cada afirmação:
(I) Diagrama reológico linear é exclusividade dos fluidos newtonianos.
Isso significa que apenas fluidos newtonianos apresentam um diagrama reológico linear, onde a tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à taxa de deformação. Isso está correto, já que fluidos não newtonianos têm relacionamentos não lineares nesse diagrama.
(II) Fluidos não newtonianos podem ser considerados aqueles que apresentam tensão mínima para escoamento.
A tensão mínima para escoamento é característica de fluidos que necessitam de uma força inicial para começar a fluir, como em pastas ou géis. Embora alguns fluidos não newtonianos apresentem esse comportamento, nem todos os não newtonianos possuem tensão mínima para escoamento. Portanto, essa afirmação é falsa.
(III) Fluidos newtonianos apresentam viscosidade constante com o aumento das taxas de deformação e das tensões de cisalhamento.
Isso está correto. Como mencionado anteriormente, a viscosidade dos fluidos newtonianos não varia com a taxa de deformação ou com a tensão de cisalhamento aplicada.
(IV) Fluidos dilatantes apresentam diagrama reológico não linear, com viscosidade crescente diante do aumento das tensões cisalhantes.
Fluidos dilatantes são um tipo de fluido não newtoniano cuja viscosidade aumenta com o aumento da taxa de deformação ou da tensão de cisalhamento. Portanto, essa afirmação está correta.
(V) Fluidos newtonianos apresentam diagrama reológico linear, com viscosidade crescente diante do aumento das tensões cisalhantes.
Aqui há uma contradição. Fluidos newtonianos têm viscosidade constante, não aumentando com a tensão de cisalhamento. Portanto, essa afirmação é falsa.

Resposta

As afirmações verdadeiras são (I), (III) e (IV).

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Um elemento combustível de tório ) com formato de um bastão cilíndrico longo é utilizado em um reator nuclear. A geração de calor ocorre uniformemente no elemento de diâmetro 40 mm , a uma taxa de . O sistema de resfriamento do reator é caracterizado por um fluido a temperatura de 350 K e coeficiente convectivo de . A partir da equação geral da difusão, faça as devidas simplificações, identificando o motivo para eliminação ou manutenção dos seus termos e encontre a forma apropriada da equação da difusão para o caso da condução unidimensional, em regime permanente, com geração de energia térmica.
Em relação à viscosidade dos fluidos são feitas as seguintes afirmações:
(I) A viscosidade dos líquidos diminui com o aumento da temperatura.
(II) A viscosidade cinemática dos fluidos não tem relação com a viscosidade dinâmica.
(III) Fluidos newtonianos sempre apresentam diagrama reológico linear.
(IV) Para uma mesma temperatura, a viscosidade dos fluidos newtonianos é constante.
(V) Fluidos pseudoplásticos somente escoam após aplicação de uma tensão cisalhante mínima.
Quais itens são verdadeiros? Justifique.
Uma parede plana é composta de dois materiais A e B. A camada do material A tem uma geração de calor uniforme , condutividade térmica espessura . A camada do material B , com condutividade térmica , não tem geração de calor. A superfície interna do material A é bem isolada, enquanto a superfície externa do material B é resfriada por uma corrente de ar com e um coeficiente convectivo de . Despreze os efeitos da radiação na sua análise e considere que a temperatura na interface entre os dois materiais é igual a . Calcule a temperatura da superfície isolada .
Um dormitório em uma grande universidade, foi construído há muitos anos, e as paredes externas têm um área total de , e foram construídas com um forro de madeira, de condutividade térmica e espessura . Devido ao elevado custo com aquecimento do ambiente interno do dormitório, e visando reduzir a perda térmica através das paredes no inverno, a universidade decidiu encapsular todo o dormitório com a aplicação de uma camada de de isolante extrudado com na superfície externa do forro. Para garantir proteção e durabilidade do isolante extrudado, o mesmo é, por sua vez, coberto com vidro arquitetônico, com . Determine o fluxo térmico através das paredes original e remodelada, quando as temperaturas do ar interno e externo são e , respectivamente. Os coeficientes de transferência de calor interno e externo são e , respectivamente.