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Faculdade Alves Faria – ALFA Relatório Propriedade dos Fluidos e Pressão Laboratório de Fenômenos de Transporte 0

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Relatório sobre pessão usando equipamentos específicos em laboratório.

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Faculdade Alves Faria ALFA

Relatrio Propriedade dos Fluidos e PressoLaboratrio de Fenmenos de Transporte

CONTEDO

SUMRIO ..................................................................................................................................... 1 1. INTRODUO ........................................................................................................................... 2 1.1 PROPRIEDADES DO FLUIDO.................................................................................................... 2 1.2 PRESSO................................................................................................................................. 2 2. OBJETIVO.................................................................................................................................. 53. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL............................................................................................. 63.1 DETERMINAO DA MASSA ESPECFICA SI.............................................................................63.2 DETERMINAO DO PESO ESPECFICO NO SI..........................................................................63.3 DETERMINAO DA DENSIDADE RELATIVA NO SI..................................................................63.3 DETERMINAO DA PRESSO NO SI.......................................................................................63.4 VALORES NO SISTEMA INGLS................................................................................................64. RESULTADOS ............................................................................................................................74.1 PROPRIEDADE DOS FLUIDOS...................................................................................................74.2 PRESSO.................................................................................................................................95. CONCLUSO............................................................................................................................106.BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................................11

1. INTRODUO

1.1 PROPRIEDADES DO FLUIDO

As propriedades definidas a seguir tm a finalidade de caracterizar e, dessa forma, permitir individualizar os diversos fluidos.

* Massa Especfica (): denomina-se massa especfica de um material o quociente entre a massa do fluido e o volume que contm essa massa.

kg/m, slug/p, utm/m

* Peso Especfico (): denomina-se peso especfico o quociente entre o peso de um dado lquido e o volume que o contm. N/m, Lbf/p, Kgf/m

* Densidade (): densidade a relao entre a massa especfica desse material e a massa especfica de uma substncia tomada por base. No caso dos lquidos, essa substncia a gua a 4C (H2O= 1000 kg/m).

Existem hoje trs sistemas de unidades bastante utilizados: -Sistema Internacional (SI/MKS)-Sistema de Unidade Gravitacional Britnico e o Sistema Tcnico ou de Engenharia (MKfS).-Sistema Internacional Sistema Britnico Sistema Tcnico

A unidade usual para esta propriedade, com relao ao sistema SI Kg/m.

1.2 PRESSOAo observarmos uma tesoura, vemos que o lado onde ela corta, a lmina, mais fina que o restante da tesoura. Tambm sabemos que quanto mais fino for o que chamamos o "fio da tesoura", melhor esta ir cortar. Isso acontece, pois ao aplicarmos uma fora, provocamos uma presso diretamente proporcional a esta fora e inversamente proporcional a rea da aplicao. No caso da tesoura, quanto menor for o "fio da tesoura" mais intensa ser a presso de uma fora nela aplicada.A unidade de presso no SI o Pascal (Pa), que o nome adotado para N/m.Matematicamente, a presso mdia igual ao quociente da resultante das foras perpendiculares superfcie de aplicao e a rea desta superfcie.

Sendo:p= Presso (Pa)F=Fora (N)A=rea (m)Presso hidrostticaDa mesma forma como os corpos slidos, os fluidos tambm exercem presso sobre outros, devido ao seu peso. Para obtermos esta presso, consideremos um recipiente contendo um lquido de densidadedque ocupa o recipiente at uma alturah,em um local do planeta onde a acelerao da gravidade g.A Fora exercida sobre a rea de contato o peso do lquido. como:a massa do lquido :

Mas , logo:

Ou seja, a presso hidrosttica no depende do formato do recipiente, apenas da densidade do fluido, da altura do ponto onde a presso exercida e da acelerao da gravidade.

Presso atmosfricaAtmosfera uma camada de gases que envolve toda a superfcie da Terra. Aproximadamente todo o ar presente na Terra est abaixo de 18000 metros de altitude. Como o ar formado por molculas que tem massa, o ar tambm temmassae por consequnciapeso. A presso que o peso do ar exerce sobre a superfcie da Terra chamadaPresso Atmosfrica,e seu valor depende da altitude do local onde medida.Quanto maior a altitude menor a presso atmosfrica e vice-versa.

Teorema de Stevin

"A diferena entre as presses em dois pontos considerados no seio de um lquido em equilbrio (presso no ponto mais profundo e a presso no ponto menos profundo) vale o produto da massa especifica do lquido pelo mdulo da acelerao da gravidade do local onde feita a observao, pela diferena entre as profundidades consideradas."

Simbolicamente:

A partir do Teorema de Stevin podemos concluir:A presso aumenta com a profundidade. Para pontos situados na superfcie livre. Se a superfcie livre estiver ao ar atmosfrico, a presso correspondente ser a presso atmosfrica, patm .Na figura abaixo tem-se o grfico da presso p em funo da profundidade h.

Pontos situados em um mesmo lquido e em uma mesma horizontal ficam submetidos mesma presso. A superfcie livre dos lquidos em equilbrio horizontal.Quando dois lquidos que no se misturam (imiscveis) so colocados num mesmo recipiente, eles se dispem de modo que o lquido de maior densidade ocupe a parte de baixo e o de menor densidade a parte de cima (Figura 1) . A superfcie de separao entre eles horizontal.Figura 1Por exemplo, se o leo e a gua forem colocados com cuidado num recipiente, o leo fica na parte superior porque menos denso que a gua, que permanece na parte inferior.

2. OBJETIVO

O objetivo do 1 experimento determinar as propriedades fsicas relacionadas a massa e volume (densidade relativa, a massa especfica e o peso especfico) de alguns lquidos. No 2 experimento buscamos compreender o efeito da presso e como medi-la.Juntamente realizar a aplicao dos seguintes sistemas de unidades: Sistema Internacional de Unidades, Sistema de Unidade Gravitacional Britnico.

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

- Atravs da teoria, a equipe dever encontrar um meio de calcular a densidade relativa, a massa especfica e o peso especfico dos 3 diferentes lquidos: gua, leo e lcool. - O segundo experimento a equipe dever o efeito da presso que o fluido aplica no fundo do Becker por meio de clculos. Tambm, compreender a diferena entre presso efetiva e presso absoluta.

3.1 DETERMINAO DA MASSA ESPECFICA SI;Para a determinao da massa especfica necessrio se ter a massa do lquido em questo e o volume do sistema.Pesou-se um Becker em uma balana precisa, sua massa foi de 97,4g. O volume de lquido utilizado foi de 150 mL, ou seja, . Com a balana tarada, colocou-se um dos lquidos no copo e aferiu-se sua massa. Essa parte do procedimento foi realizada com os lquidos estudados. Verificamos na balana que a massa do leo foi de 134,7g ou 0,1347Kg, a do lcool de 133,8g ou 0,1338Kg e da gua foi de 148,6g ou 0,1486Kg (valores sem a massa do Becker)Encontrando todas as massas dos lquidos e possuindo o volume do liquido utilizado no Becker, divide-se a massa de um dos lquidos pelo volume do copo, encontrando-se assim a massa especfica de cada um dos lquidos analisados.

3.2 DETERMINAO DO PESO ESPECFICO NO SI;Para o clculo do peso especfico necessrio o resultado da massa especfica, ou seja, para encontrar-se o peso especfico, multiplica-se a massa especfica pela acelerao da gravidade. O valor dessa acelerao utilizado no relatrio foi 9,8.

3.3 DETERMINAO DA DENSIDADE RELATIVA NO SI;Tambm para o clculo da densidade relativa, necessrio o resultado obtido pela determinao da massa especfica, onde para ser calculado essa densidade relativa divide-se a massa especfica do lquido em questo pela massa especfica padro da gua, que de 1000Kg/m3.

3.3 DETERMINAO DA PRESSO NO SI;Para o clculo da presso necessrio a altura do fluido esttico. Usou-se uma rgua para medir: = 0,039 m, = 0,036 m e + = 0,048 + 0,034 = 0,082. Encontrando as alturas, aplicamos na frmula = x g x h, sendo o a massa especfica do fluido, g a gravidade e h a altura do fluido no Becker. 3.4 VALORES NO SISTEMA INGLSPara medir os valores no Sistema Ingls realizamos o produto ou quociente pelo Fator de Converso. No caso do Peso especfico multiplicamos o pela gravidade, ambos no Sistema Ingls.

4. RESULTADOS

4.1 PROPRIEDADE DOS FLUIDOS

* Sistema InternacionalMassa especficaleom = 0,168Kg V = = = 898 Kg/m3

lcoolm = 0,144Kg = = 892,0 Kg/m3

gua m = 0,182Kg = = 990,7 Kg/m3

Densidade Relativaleo = = 0,898

lcool = = 0,892

gua = = 0,990

Peso especficoleog = 9,8 = x g = = 8712,2

lcool = x g = = 8741,6

gua = x g = = 9718,472

* Sistema BritnicoMassa especficaFator de Converso: 1 slug/ft = 515,4 kg/m3

leo = = = 1,742 slug/ft

lcool = = = 1,731 slug/ft

gua = = = 1,922 slug/ft

Peso especficoSistema ingls: g = 32.2 ft/s2

leo = x g = = 56,09

lcool = x g = = 55,74

gua = x g = = 61,89

Obs: O valor da densidade relativa e equivalente em todos os Sistemas de Unidades .

4.2 PRESSO

Altura do fluido no Becker: = 0,039 m= 0,036 m + = 0,048 + 0,034 = 0,082

* Sistema InternacionalPresso do leo: = = x g x h = 898 Kg/m3 x x 0,039 m = 343,22 Pa= + = 101230 Pa + 343,22 Pa = 101,573 kPa

Presso do gua: = x g x h = 990,47 Kg/m3 x x 0,036 m = 349,865 Pa= + = 101230 Pa + 349,865 Pa = 101,580 kPa

Presso da gua + leo: = + = ( x g x ) + ( x g x ) = (898 Kg/m3 x x 0,034 m) + (990,67 Kg/m3 x x 0,048 m) = 299,214 + 466,011 = 765,225 Pa

= + = 101230 Pa + 765,225 Pa = 101,995 kPa

* Sistema InglsFator de Converso: 1Pa () = 0,020885

Presso do leo: = x FC = 343,22 Pa x 0,020885 = 7,1681 = x FC = 101,573 kPa x 0,020885 = 2121,352

Presso do gua: = x FC = 349,865 Pa x 0,020885 = 7,3069 = x FC = 101,580 kPa x 0,020885 = 2121,498

Presso do gua: = x FC = 765,225 Pa x 0,020885 = 15,9817 = x FC = 101,995 kPa x 0,020885 = 2130,166

5. CONCLUSO

Ao tratarmos de fenmenos dos transportes de extrema importncia conhecermos o fluido com o qual iremos trabalhar em um projeto ou simulao, uma vez que cada fluido possui suas propriedades particulares. Sendo assim as anlises so influenciadas diretamente pelos valores de massa especfica, peso especfico, densidade relativa, etc. No primeiro experimento foi possvel com a realizao do ensaio e posteriores clculos obter valores prximos aos desejados para a massa especfica, peso especfico e densidade relativa do fluido de trabalho, que neste caso foi a gua, lcool e leo, isto porque se considerarmos os erros inerentes equipamentos e dos operadores vemos que os resultados obtidos se mostram satisfatrios estando estes dentro de uma faixa de incerteza de 5 a 10% do valor tabelado em livros do assunto.Com relao a presso a Lei Fundamental da Hidrosttica permite concluir sobre esta prtica que: a presso no interior de um lquido em equilbrio hidrosttico aumenta com a profundidade. Em outras palavras os princpios de Stevin e de Pascal mostram que a variao da presso est diretamente relacionada profundidade.Aprendemos tambm que a presso hidrosttica ou efetiva depende da massa especfica do fluido (d), da altura do fluido acima do ponto considerado (h) e da gravidade do lugar da experincia (g), independendo do formato e do tamanho do recipiente. Procuramos detalhar todo o procedimento realizado durante a prtica experimental e munido de vrias referncias, identificamos e aplicamos vrios conceitos.Considerando tudo que foi citado aqui, posso dizer ento que o ensaio foi satisfatrio, j que cumprimos os objetivos propostos que eram a determinao de algumas propriedades do fluido, clculo de presso e um bom aprofundamento no assunto atravs do desenvolvimento da reviso bibliogrfica.

5.Bibliografia

http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/2166002/LOB1019/MECANICAD0SFLUID0S.ppt

http://www.leb.esalq.usp.br/disciplinas/Tarlei/leb472/cap2.doc

http://www.brasilescola.com/fisica/hidrostatica.htm

http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/PHYSICA/Tema_c/Tema_c.htm

http://www.ebah.com.br

LivroMecnica dos Fludosde FrancoBrunetti

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