Equação da Energia e Bernoulli
Produzido por Raphael EloiTeoria
Opaa, seja muito bem vindo ao Responde Aí! Bora bater um papo sobre equação da energia! Pela primeira lei da termodinâmica podemos calcular a variação de energia de um sistema usando a seguinte fórmula:
Onde

Como assim??!! 😱😱😱
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Calma, dificilmente a gente vai usar essa equação ai de cima. Tem muuuitas simplificações pela frente e a gente também vai entender o significado de cada termo! Pra começar com tudo, que tal você conferir esse vídeo super completo que o Responde Aí preparou pra você?
A primeira coisa que podemos fazer para simplificar a nossa equação é considerar o regime permanente, dessa forma temos:
Onde:
⇒ Fluxo de calor ⇒ Fluxo de trabalho de eixo ⇒ Fluxo de trabalho de outras fontes ⇒ Fluxo de massa ⇒ Entalpia ⇒ Velocidade ⇒ gravidade ⇒ altura
Para melhorar nossa situação podemos considerar conservação de massa:
Podemos também dividir toda equação pela vazão mássica, assim obtendo:
Essa equação ainda está em termos de propriedade térmicas como h que representa a entalpia. Assim, alguns estudiosos fizeram várias transformações para chegar numa forma simplificada da equação de energia:
Equação da Conservação da Energia para o Volume de Controle
Finalmente chegamos em uma equação que vamos usar bastante! A equação abaixo compara a energia entre duas superfícies:
Onde
é a perda de carga é a carga fornecida pela bomba é a carga consumida pela turbina
Equação de Bernoulli
A Equação de Bernoulli é uma simplificação da equação de conservação de energia. Nela consideramos o fluido incompressível e em escoamento permanente, sem bomba ou turbina. Podemos escrever a equação de Bernoulli da seguinte forma:
Onde
Porque os aviões voam?
Pra ficar mais claro vamos dar uma olhada no desenho da asa de um avião:

Imagina uma quantidade pequenininha de ar na ponta esquerda da asa, uma parte dela vai passar por cima da asa e outra por baixo. Beleza? Mas esse é um regime permanente, então a fração de ar que passa por cima da asa deve chegar no ponto final junto com a fração que passa por baixo da asa.
O problema é que o trajeto superior é maior que o trajeto inferior, pra resolver esse problema a velocidade da fração de ar que passa por cima da asa vai ser maior e consequentemente a pressão vai ser menor. Resumindo temos:
Se a pressão em baixo da asa é maior que a pressão em cima da asa, então a tendência do avião é ficar suspenso no ar!
Agora vamos praticar com exercícios?!