UERJ 2024 COLETÂNEA IX DERIVADA MATERIAL E A 2A LEI DE NEWTON

DERIVADA MATERIAL APLICADA À TERMOCIÊNCIA

Introdução ao conceito de derivada material e à sua importância na descrição de fenômenos de transporte inclusive na sua aplicação à 2A LEI DE NEWTON. Interpretação da derivada material como a taxa de variação de uma propriedade física acompanhando uma partícula ou elemento material em movimento.

Definição da derivada material a partir das contribuições local e convectiva, relacionando a variação temporal de uma propriedade com o movimento do meio.

Aplicação à Mecânica dos Fluidos: descrição da velocidade, aceleração, temperatura, pressão e densidade de uma partícula fluida; obtenção da aceleração material; interpretação física dos termos local e convectivo; aplicação às equações de conservação da massa e da quantidade de movimento.

Aplicação à convecção do calor: variação da temperatura acompanhando o movimento de um fluido; distinção entre condução e convecção; interpretação da derivada material da temperatura e sua relação com a energia transportada pelo escoamento.

Aplicação ao transporte de calor: descrição da evolução da energia térmica em meios em movimento; combinação dos efeitos de condução e advecção; relação entre derivada material, primeira lei da Termodinâmica e equação da energia.

Aplicação ao transporte de massa: acompanhamento da concentração de uma espécie química em movimento; distinção entre difusão e transporte convectivo; aplicação da derivada material às equações de conservação de espécies.

Integração dos conceitos de Mecânica dos Fluidos, Transferência de Calor e Transferência de Massa, mostrando que a derivada material constitui uma ferramenta fundamental para descrever fenômenos de transporte em sistemas contínuos.

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