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By Lucien Silvano Alhanati
Física
Líquidos LIQ
Ebook >>> Estudo das Forças
Teoremas Básicos da Hidrostática LIQ02
Teorema Fundamental da Hidrostática ou Teorema de Stevin LIQ0201
Qual é o Teorema Fundamental da Hidrostática ou Teorema de Stevin ? LIQ020101
A diferença de
pressões p2 - p1
entre dois pontos da massa
líquida é igual ao produto da diferença de nível h entre os
pontos, pela massa específica m do líquido
e pela aceleração g da gravidade.
p2 - p1 = hmg Para calcularmos esta diferença de pressões vamos considerar um líquido de massa específica m em equilíbrio,Vamos delimitar um cilindro do próprio líquido cujas bases de área A contenham os pontos 1 e 2 e portanto de altura h. Sobre o cilindro líquido atuam forças de contato horizontais e verticais (F1 e F2), realizadas pelo líquido exterior ao cilindro, e a força peso P do cilindro líquido. Se o líquido está em equilíbrio a soma das forças verticais (direção do eixo dos Y) é nula F2 - F1 - P = 0 >>> F2 - F1 = P
mas P = mg onde m é a massa do cilindro líquido e portanto F2 - F1 = mg p2 - p1 = h. m g |
O que são pontos isóbaros ? LIQ020102
Pontos isóbaros são pontos onde as pressões são iguais. |
Quando é que dois pontos são isóbaros ? LIQ020103
Dois pontos são isóbaros quando estão
no mesmo nível (mesma horizontal) no interior de um mesmo
líquido em equilíbrio.
Considere p2 - p1 = h. m g. Se os pontos estão no mesmo nível então h = 0 e conseqüentemente p2 - p1 = 0 >>> p2 = p1 |
Em que consiste a Experiência de Torricelli ? LIQ020104
É uma
experiência que permite avaliar a pressão atmosférica. Ao destapar a extremidade aberta a coluna de mercúrio desceu e atingiu uma altura h.
Acima do mercúrio numa região denominada de câmara
barométrica passou a existir vácuo. p3 = 0 e p1 = patm Sabemos também que os pontos 1 e 2 são isóbaros p1 = p2 O Teorema de Stevin nos permite escrever que p2
- p3 = h. m g. A pressão
atmosférica é portanto proporcional a altura h da
coluna de mercúrio. altura h representa a pressão atmosférica |
Qual é a altura da coluna de mercúrio que na Experiência de Torricelli representa a pressão atmosférica normal ? LIQ020105
Quando a pressão atmosférica é
considerada normal, chamamos esta pressão de uma atmosfera (1atm). Esta pressão corresponde a uma coluna
de mercúrio de 76cm de altura e escrevemos 1atm = 76cm Hg |
O que é pressão manométrica ? LIQ020106
Pressão manométrica pm num
ponto é a diferença entre a pressão neste ponto (também chamada de pressão absoluta) e a pressão
atmosférica. pm = p - patm |
Qual é o significado físico da pressão manométrica ? LIQ020107
A pressão manométrica representa a pressão utilizável.
Exemplo:
Abrindo o registro, o CO2 escapa do interior
do cilindro enquanto a sua pressão for maior que a
pressão atmosférica. Quando a pressão no interior do
cilindro igualar a pressão atmosférica, não haverá
mais escapamento do CO2 e neste caso dizemos
que "acabou" o CO2 . |
O que é um manômetro ? LIQ020108
É um dispositivo que mede a pressão
manométrica.
Exemplo: Consideremos
um gás contido num recipiente ligado a um tubo em U
contendo um líquido de massa específica m . p3 = patm e p1 = p Sabemos também que os pontos 1 e 2 são isóbaros p1 = p2 = p O Teorema de Stevin nos permite escrever que p2
- p3 = h. m g. A pressão
manométrica é portanto proporcional a altura h da
coluna de líquido. altura h representa a pressão manométrica Se o líquido for mercúrio e a altura h for 25cm dizemos que a pressão manométrica é pm = 25cm Hg |
Qual é a propriedade dos vasos comunicantes contendo um líquido e abertos para a atmosfera ? LIQ020109
Vasos
comunicantes contendo um líquido e abertos para a
atmosfera possuem as superfícies livres abertas para a atmosfera no mesmo nível.
Nos pontos 1 e 2 a pressão é a pressão atmosférica,
logo são pontos isóbaros e conseqüentemente estão no
mesmo nível. |
Qual é a relação entre as alturas das colunas de líquidos diferentes que não se misturam colocados em vasos comunicantes abertos para a atmosfera ? LIQ020110
Consideremos dois vasos comunicantes
contendo um líquido A de massa específica mA e um líquido B de
massa específica mB
. A altura da coluna do líquido A contido no recipiente
da esquerda é hA e corresponde a uma coluna
de altura hB do líquido B contido no
recipiente da direita.
Marcamos em vermelho os pontos 1, 2, 3 e 4. p1 = p2 = patm e p3 = p4 O Teorema de Stevin nos permite escrever que p3
- p1 = hA mA g. Exemplo: |
O que é e como funciona um sifão ? LIQ020111
O sifão é um tubo em U
invertido que completamente cheio de líquido promove o
deslocamento de um recipiente A em nível mais elevado
para um recipiente B em nível mais baixo.
Para justificar o deslocamento do líquido da esquerda para a direita vamos considerar inicialmente fechada a comunicação entre os dois recipientes por meio de um registro na parte mais elevada do sifão conforme mostra a figura. Marcamos em vermelho os pontos 1, 2, 3, 4, 5 e 6. p1 = p6 = patm As pressões nos pontos 1 e 2 são iguais (pontos isóbaros) uma vez que estão no mesmo nível, da mesma forma que as pressões nos pontos 5 e 6 p1 = p2 = patm e p5 = p6 = patm O Teorema de Stevin nos permite escrever que p2
- p3 = hAm g >>> p3 =
patm - hAmg |