Sobre o escoamento de um fluido e sua mecânica, conhecimentos importantes para um engenheiro químico, assinale a afirmativa correta.
- A)A equação de Navier-Stokes se aplica somente em coordenadas cilíndricas.
Errada, porque a equação de Navier-Stokes pode ser formulada em diferentes sistemas de coordenadas, não apenas em cilíndricas.
- B)Os campos de vorticidade não se relacionam com as soluções analíticas da equação de Navier-Stokes.
Errada, porque campos de vorticidade estão ligados ao escoamento e podem, sim, aparecer em estudos analíticos da Navier-Stokes.
- C)A equação da continuidade de massa não é considerada na solução dos campos de velocidade.
Errada, porque a equação da continuidade é parte essencial da solução dos campos de velocidade em escoamentos de fluidos.
- D)A equação de Bernoulli deriva do balanço de energia.
Certa, porque a equação de Bernoulli é obtida a partir do balanço de energia mecânica do escoamento.
- E)A equação de Navier-Stokes tem soluções analíticas.
Errada, porque a equação de Navier-Stokes tem soluções analíticas em alguns casos particulares, embora nem sempre.
Gabarito: D
Quando voce estuda mecânica dos fluidos, a ideia central é descrever como o fluido se move e quais forças atuam nele. Para isso, aparecem equações clássicas como continuidade, Navier-Stokes e Bernoulli, cada uma com seu papel. Em prova, a banca gosta de misturar conceitos: uma equação fala de conservação de massa, outra de quantidade de movimento, e outra de energia ao longo de uma linha de corrente. A equação de Navier-Stokes é a “lei do movimento” dos fluidos viscosos: ela vem do balanço de quantidade de movimento e pode ser escrita em várias coordenadas, como cartesianas, cilíndricas e esféricas. Então não existe essa limitação boba de “só em cilíndricas”. Da mesma forma, a continuidade de massa é indispensável para fechar o problema de escoamento e encontrar o campo de velocidades; ignorá-la seria tentar montar um quebra-cabeça faltando peças. A equação de Bernoulli, por sua vez, nasce do balanço de energia mecânica aplicado ao escoamento, normalmente em condições ideais ou com hipóteses bem específicas. Por isso o item D está correto: Bernoulli deriva do balanço de energia. Em linguagem de concurso, essa é uma verdade clássica de livro-texto, sem pegadinha escondida. Já a equação de Navier-Stokes pode, sim, ter soluções analíticas em casos especiais e simplificados, embora na prática muitas situações reais exijam solução numérica. Ou seja, o segredo aqui é não absolutizar demais: em fluidos, quase sempre a resposta vem com alguma hipótese de apoio.