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Mecânica dos Fluidos

Mecânica dos Fluidos. Equação de estado para um gás perfeito. Equação de Estado dos Gases. A massa específica de um gás é função das condições ambientais, ou seja, dos valores de pressão e temperatura reinantes; A relação entre seus valores pode ser expressa pela equação de estado dos gases.

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Presentation Transcript

  1. Mecânica dos Fluidos Equação de estado para um gás perfeito

  2. Equação de Estado dos Gases • A massa específica de um gás é função das condições ambientais, ou seja, dos valores de pressão e temperatura reinantes; • A relação entre seus valores pode ser expressa pela equação de estado dos gases.

  3. Equação de Estado dos Gases pVs= zRT , onde: p=pressão absoluta; Vs=1/ ρ=Volume específico z=fator de compressibilidade R=constante característica de cadagás T=Temperatura em graus Kelvin • O valor de z é inferior à unidade nas situações em que o gás é um vapor superaquecido ou um vapor saturado; • À medida que as condições ambientais se afastam daquelas em que o gás tende mudar seu estado passando a líquido ou a sólido, o valor de z tende a aumentar, aproximando-se da unidade.

  4. Equação de Estado dos Gases • Denominamos de gás perfeito ao gás que atende à expressão: pVs= RT • A experiência mostra que todos os gases se comportam de acordo com essa equação, desde que suas densidades não sejam muito elevadas. • Ou seja, todos os gases podem ser tratados como gases perfeitos se suas temperaturas não forem muito baixas nem suas pressões muito elevadas (pVs= RT).

  5. Equação de Estado dos Gases • Quando comparamos experimentalmente os valores de R para vários gases, constatamos que é inversamente proporcional ao peso molecular Wm do gás; • Assim sendo, tem-se: r = WmR , onde: r é uma constante de proporcionalidade, igual para todos os gases • Por outro lado: W = n.Wm,, onde: W= peso da massa fluida em estudo n= Número de moles contidos na massa fluida

  6. Equação de Estado dos Gases • Podemos reescrever a lei dos gases perfeitos: pV=nrT • Essa expressão é denominada equação de estado do gás ideal e a constante r é denominada constante universal dos gases

  7. Constante Universal dos Gases O valor numérico desta constante foi determinado: • Sistema SI: r = 8,314 N.m.mol-1.K-1 • Sistema MKfS: r = 0,848 Kgf.m.mol-1.K-1 • (1kgf = 9,8N)

  8. Equação Geral dos Gases Ideais • Da equação de estado gás ideal temos: pV=nrT pV = nr T • Como r é constante, se a massa do gás for constante (e, portanto, o número de moles n for constante), pode-se dizer que: pV = K, onde K é uma constante T

  9. Equação Geral dos Gases Ideais Então para situações inicial e final: piVi = pfVf Ti Tf

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