Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 10
Quando um sistema é fechado e quando é um volume de controle?
Passo 1
Um sistema fechado é uma região com uma quantidade fixa de massa. Nesse caso, nenhuma quantidade de massa pode cruzar a fronteira desse sistema. Por exemplo, imagine uma massa de água esquentando dentro de uma panela totalmente tampada. Se a gente considerar a região que inclui apenas a água como o nosso sistema, ele seria um sistema fechado!
Na figura acima vemos que essa região que engloba apenas a massa de água não ganha nem perde massa de água ou qualquer outra substânica. Isso significa que não tem massa atravessando a fronteira! Por isso, esse sistema é considerado fechado.
Passo 2
Agora vamos considerar o mesmo caso da água esquentando na panela. Mas agora vamos supor que a água está fervendo e que a panela está destampada. Vamos imaginar que nosso sistema de agora é apenas a o espaço interno da panela. Isso significa que, conforme a água for fervendo, o vapor vai saindo dessa região.
Ou seja, o nosso sistema não é mais a água, porque o vapor d’água que está saindo da panela deixa de fazer parte da região de dentro da panela. Nosso sistema é apenas uma região no espaço que perde massa a cada instante. Como a massa de vapor está atravessando a fronteira desse novo sistema, ele não é mais um sistema fechado. Ele é chamado de sistema aberto ou volume de controle!
Passo 3
Resumindo tudo: se a região do espaço que nós escolhemos para estudar tem massa constante e não possui massa atravessando sua fronteira, ela é um sistema fechado. No entanto, se a região do espaço que nós escolhemos para estudar possui massa atravessando sua fronteira, essa região é chamada de volume de controle.
Resposta
Diferenciamos um sistema fechado de um volume de controle, observando se existe ou não massa atravessando a fronteira do sistema. Se existe massa atravessando a fronteira, o sistema é chamado de volume de contro. Caso contrário é chamado de sistema fechado.