Resposta
Alternativa C
Introdução
A questão solicita identificar a afirmativa incorreta sobre conceitos fundamentais de Mecânica dos Fluidos, especificamente relacionados a escoamentos, bombas, turbinas e perdas de carga.
Desenvolvimento
Para encontrar a resposta, precisamos analisar o comportamento físico descrito em cada alternativa:
- Análise da Alternativa A (Correta): Uma bomba é uma máquina que adiciona energia ao fluido. Se as condições geométricas (diâmetro e altura) forem idênticas na entrada e saída, a única variação significativa de energia vem do trabalho da bomba. Consequentemente, a pressão na saída (jusante) será maior que na entrada (montante).
- Análise da Alternativa B (Correta): Na convenção termodinâmica padrão utilizada na equação de energia, o trabalho realizado pelo sistema (fluido saindo energia em uma turbina) é positivo, enquanto o trabalho realizado sobre o sistema (fluido recebendo energia em uma bomba) é negativo.
- Análise da Alternativa C (Incorreta): Tensões viscosas são manifestações de atrito interno dentro do fluido. O atrito sempre tende a dissipar energia mecânica, convertendo-a em energia térmica (calor). Portanto, elas causam perda de carga, jamais ganho de carga.
- Análise da Alternativa D (Correta): Em um escoamento sem viscosidade (invíscido), vale a equação de Bernoulli. Se o diâmetro diminui, a velocidade aumenta (equação da continuidade). Para conservar a energia total, se a energia cinética aumenta, a energia de pressão deve diminuir.
- Análise da Alternativa E (Correta): Em tubulações reais (viscosas), o atrito com as paredes exige um gradiente de pressão para manter o movimento do fluido. Assim, a pressão diminui progressivamente ao longo do comprimento da tubulação.
Análise Detalhada
A afirmação errada é a C, pois descreve um fenômeno contrário às leis da física. Abaixo, resumimos os conceitos-chave envolvidos:
- Tensões Viscosas: Representam forças de atrito entre camadas de fluido em movimento relativo.
- Perda de Carga: É a conversão irreversível de energia mecânica em energia interna (calor) devido à viscosidade.
- Conservação de Energia: Em sistemas isolados ou adiabáticos, a energia total se conserva, mas a energia mecânica disponível para realizar trabalho diminui devido aos efeitos dissipativos.
| Conceito | Efeito no Escoamento |
|---|
| Viscosidade | Causa resistência e perda de energia |
| Bomba | Adiciona energia ao fluido (aumento de pressão) |
| Restrição (Diâmetro ↓) | Aumenta velocidade e diminui pressão (Bernoulli) |
Conclusão
A única alternativa que viola princípios físicos básicos da mecânica dos fluidos é a que sugere que o atrito (viscosidade) gera ganho de energia. Portanto, a alternativa C é a incorreta e deve ser marcada.