Especifique o que melhor representa um sistema, um volume de controle e uma superfície de controle, respectivamente.

Análise Detalhada

Para resolver esta questão, precisamos diferenciar três conceitos fundamentais na Mecânica dos Fluidos e Termodinâmica: Sistema, Volume de Controle e Superfície de Controle.

1. Identificando o Sistema (Item II)

O Sistema é definido como uma quantidade fixa de massa (uma parcela específica de fluido) que se desloca pelo domínio.

• Característica principal: A massa dentro do sistema permanece constante; ela não atravessa as fronteiras do sistema, pois as fronteiras se movem junto com o fluido.
• Na imagem: O item II mostra uma porção de fluido (m_0) em dois instantes diferentes (t_1 e t_2), percorrendo a tubulação. As partículas são as mesmas, apenas mudaram de posição. Portanto, II representa o Sistema.

2. Identificando o Volume de Controle (Item I)

O Volume de Controle é uma região específica no espaço (fixa ou móvel) escolhida para análise.

• Característica principal: É uma região aberta onde a massa pode entrar e sair. É a abordagem Euleriana (observamos o que passa por um ponto fixo).
• Na imagem: O item I (região tracejada em vermelho) delimita uma área fixa na tubulação onde a água flui através dela. Como é uma região espacial definida onde o fluxo ocorre, I representa o Volume de Controle.

3. Identificando a Superfície de Controle (Item III)

A Superfície de Controle é a fronteira física que envolve o Volume de Controle.

• Característica principal: É através desta superfície que ocorrem as trocas de massa, energia e momento entre o interior e o exterior do volume.
• Na imagem: O item III indica a linha pontilhada que circunda a região vermelha. Ela marca exatamente os limites do Volume de Controle. Portanto, III representa a Superfície de Controle.

Conclusão

A questão solicita a associação respectiva para:

1. Sistema: Representado pelo II.
2. Volume de Controle: Representado pelo I.
3. Superfície de Controle: Representado pelo III.

Assim, a sequência correta é II, I e III.

Alternativa D