Volume de Controle

Volume de Controle Finito

Considerando um campo de fluido geral, representado pelas linhas de campo nas figuras abaixo. Imaginando um volume fechado desenhado dentro de uma região finita de fluido, este volume define um volume de controle V e uma superfície de controle S, que é uma superfície que limita o volume V. Com isso, há duas maneiras de interpretar o volume de controle. A primeira seria considerar que o volume está fixo no espaço com o fluido se movendo através dele, como mostrado na figura da esquerda. A segunda maneira seria considerar que o volume de controle se move com o fluido de modo que as mesmas partículas de fluido estejam sempre dentro dele. Em ambos os casos, o volume de controle é uma região finita e razoavelmente grande do fluxo. Os princípios físicos fundamentais são aplicados ao fluido dentro do volume de controle e ao fluido que cruza a superfície de controle (se o volume de controle estiver fixo no espaço). Portanto, em vez de olhar para todo o campo do fluido de uma vez, com o modelo de volume de controle, limitamos nossa atenção apenas ao fluido na região finita do próprio volume.

Elemento de Fluido Infinitesimal

O movimento de um fluido é uma ramificação do movimento médio de seus átomos e moléculas. Logo, é possível adotar um modelo com abordagem microscópica em que as leis fundamentais da natureza são aplicadas diretamente aos átomos e moléculas, usando uma média estatística adequada para definir as propriedades do fluido.

Na figura abaixo são apresentadas duas abordagens possíveis para um volume infinitesimal de volume dV. A primeira considera o volume infinitesimal estático no espaço e o fluido se move através do corpo, já a segunda abordagem considera que o volume se move junto com o corpo, no qual todos os pontos próximos têm a mesma velocidade.