FENÔMENOS DE TRANSPORTES

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FENÔMENOS DE TRANSPORTES
Exercício: A1
Qual o valor de 340 mm Hg em psi?
6,6 psi.
A massa específica é a massa de fluído definida como:
ρ = massa/ Volume.
Em um experimento envolvendo o conceito de pressão, um grupo de estudantes trabalhava com uma margem de 3 atm. Podemos afirmar que a mesma margem de pressão, em unidades de mmhg, é igual a:
2280.
A tensão de cisalhamento é definida como:
Quociente entre a força aplicada e a área na qual ela está sendo aplicada.
Um gás, durante uma transformação isotérmica, tem seu volume aumentado 3 vezes quando sua pressão final é de 6 atm. Qual deverá ser o valor de sua pressão inicial?
2 atm.
Considerando as dimensões L, M e T, respectivamente, de comprimento, massa e tempo, a dimensão de força é:
[MLT^-2].
Assinale a alternativa que expressa CORRETAMENTE as unidades do S.I. (Sistema Internacional de Unidades) para medir as grandezas comprimento, massa e tempo, respectivamente.
Metro (m), quilograma (kg) e segundo (s).
Quantos litros de água cabem em um cubo de aresta 8 dm?
512 litros
Exercício: A2
A viscosidade é uma das propriedades dos fluidos que interferem na velocidade de escoamento dos mesmos. Dessa forma, um material com alta viscosidade (por exemplo, mel) possui mais dificuldade para escoar do que um material como a água, com baixa viscosidade. Do ponto de vista microscópico, a que se deve essa propriedade quando atuante nos líquidos?
Às forças de atrito entre as partículas do material.
Um depósito de água possui no fundo uma válvula de 6 cm de diâmetro. A válvula abre-se sob ação da água quando esta atinge 1,8 m acima do nível da válvula. Supondo a massa específica da água 1g/cm3 e a aceleração da gravidade 10 m/s2, calcule a força necessária para abrir a válvula.
50,9.
Uma coroa contém 579 g de ouro (densidade 19,3 g/cm3), 90 g de cobre (densidade 9,0 g/cm3), 105 g de prata (densidade 10,5 g/cm5). Se o volume final dessa coroa corresponder à soma dos volumes de seus três componentes, a densidade dela, em g/cm3, será:
15,5.
O Barômetro de Mercúrio é um instrumento que mede a:
Pressão atmosférica local.
Certa propriedade física ocorre a partir das forças de coesão entre partículas vizinhas em um fluido. Tal propriedade é capaz de modificar o comportamento da superfície de um fluido, gerando uma espécie de membrana elástica nessa superfície. Este efeito é o grande responsável pelo caminhar de insetos sobre a superfície da água, por exemplo, assim como a causa pela qual a poeira fina não afunde sobre líquidos, além da imiscibilidade entre líquidos polares e apolares (como a água e o óleo). De que fenômeno está falando?
Tensão superficial.
Duas placas são lubrificadas e sobrepostas. Considerando que o líquido lubrificante as mantém afastadas de 0,2 mm, e que uma força por unidade de área de 0,5 kgf/m2 aplicada em uma das placas imprime uma velocidade constante de 10 m/s, determine a viscosidade dinâmica do lubrificante. Dado: 1 kgf = 9,8 N.
9,8x10^-5 N.s/m2.
Assinale a alternativa que expressa corretamente as unidades do SI para medir as grandezas comprimento, massa e tempo, respectivamente:
m, kg, s.
Sabe- se que as esteiras rolantes são superfícies móveis que transportam pessoas e objetos e são muito utilizadas em indústrias, escadas rolantes e aeroportos. Especificamente em linhas de produção, são amplamente aplicadas no transporte de todo tipo de material para facilitar o trabalho de operários e economizar tempo, garantindo assim rapidez e menos defeitos por carregamento indevido. Considere a seguinte situação, onde tem se uma linha de produção com esteiras que transportam blocos cúbicos homogêneos de alumínio, de 2m de aresta. Sendo a densidade do alumínio 2.7x 103 Kg/m3, podemos afirmar que a pressão exercida pelo cubo sobre a esteira rolante, em N/m2 é de:
5.4x104 N/m2.
Exercício: A3
Num motor, um eixo de 112 mm de raio gira internamente a uma bucha engastada de 120 mm de raio interno. Qual é a viscosidade do fluido lubrificante se é necessário um torque de 36 kgf.cm para manter uma velocidade angular de 180 rpm. Eixo e bucha possuem ambos 430 mm de comprimento.
3,75.10-2 kgf.s/m2.
A equação dimensional da viscosidade cinemática ν é
L^2 M^0 T^-1
Um avião supersônico atinge a velocidade máxima de 3000 km/h. Um modelo reduzido deste avião alcança a velocidade de 200 km/h. Qual a relação de comprimentos entre o avião real e o modelo?
compr. real / compr. mod = 3,9
Um navio petroleiro foi projetado para operar com dois motores a diesel, que juntos possuem a potência de 8000 cv. Deseja-se construir um modelo reduzido com uma potência de 10 cv. Qual a relação entre as velocidades máximas alcançadas pela embarcação real e pelo modelo?
vr/vm = 2,6
A viscosidade absoluta, também conhecida como viscosidade dinâmica, é uma propriedade física característica de um dado fluido. Analisando-se a influência da temperatura sobre a viscosidade absoluta de líquidos e gases, observa-se que:
Viscosidade de líquidos decresce e a de gases aumenta com o aumento da temperatura.
Um fluido é uma substância que se deforma continuamente sob a aplicação de uma tensão de cisalhamento e baseando-se nisto, eles podem ser classificados como newtonianos ou não newtonianos. Em relação aos fluidos newtonianos é verdadeiro afirmar:
A relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação é diretamente proporcional.
O Princípio de Arquimedes, conceito fundamental no estudo da hidrostática, pode ser enunciado da seguinte forma: "Um corpo total ou parciamente imerso em um fluido recebe desse fluido um empuxo igual e contrário ao peso da porção do fluido deslocado e aplicado no centro de gravidade do mesmo".
Com base nesse princípio, se um cubo de gelo flutua sobre água gelada num copo, estando a temperatura dessa água próxima a 0ºC, o gelo derrete sem que haja mudança apreciável de temperatura. Nesse contexto, analise as afirmações a seguir.
I : Se o cubo de gelo for uniforme, o nível da água no copo não se altera.
II : Se o cubo de gelo estiver com um volume de ar aprisionado, o nível de água no copo desce.
III : Se o cubo de gelo possuir uma pequena massa de ferro em seu interior, o nível de água no copo sobe.
Está correto o que se afirma em:
I e II, apenas
Julgue cada um dos itens abaixo em verdadeiro ou falso : ( ) O manômetro de Bourdon é um medidor de pressão absoluta. ( ) O princípio de Arquimedes está relacionado com a força de um fluido num corpo nele submerso. ( )O teorema de Pascal trata da distribuição da pressão num fluido confinado. ( ) Na escala de pressão absoluta não há valores negativos. ( ) A viscosidade do fluido está relacionada com a sua resistência ao movimento. ( ) Pressão é um tipo de tensão já que é a relação de força normal à superfície por unidade de área. A sequencia correta de cima para baixo é:
F V V V V V
Exercício: A4
Ar escoa num tubo convergente. A área da maior seção 1 do tubo é 20 cm² e a da menor 2 é 10 cm² . A massa específica na seção 1 é 1,2 kg/m³ , enquanto na seção 2 é 0,9 kg/m³ . Sendo a velocidade na seção 1 de 10 m/s , determine as vazões em massa, em volume, em peso e a velocidade média na seção 2.
A 2x10-2m3/s B 2,4x10-2hg/s C 0,24N/s.
A pressão sanguínea é normalmente medida por um manômetro de mercúrio e é dada como uma razão entre a máxima sistólica e a mínima diastólica. Um ser humano normal teria uma razão de 120/70 e a pressão é dada em mmHg. Calcule essas pressões em KPa e informe se um pneu de um carro fosse inflado com a pressão sanguínea de 120 mmHg, esta pressão seria suficiente para seu funcionamento, considerando que os pneus em média requerem uma pressão em 30-35 psi. Obs: 1Pa = 1 N/m^2. Dados: γ_Hg= 133.368 N/m^3; 1 psi = 6,89 KPa. Escolha entre as alternativas abaixo suas respostas.
 9,3 KPa e não daria para encher o pneu.
Quando aproximamos a mão e tocamos uma parede que ficou exposta ao sol em um dia de verão e sentimos calor estamos experimentando o mecanismo de transferência de calor por:
Condução.
Um chuveiro elétrico, ligado em média uma hora pordia, gasta R$ 12,60 de energia elétrica por mês (30 dias). Se a tarifa cobrada é de R$ 0,42 por quilowatt-hora, então a potência desse aparelho elétrico é:
1 kW.
A transferência de calor entre dois corpos ocorre quando entre esses dois corpos existe uma:
Diferença de temperatura.
m tubo de 10 cm de raio conduz óleo com velocidade de 20 cm/s . A densidade do óleo é 800 kg/m³ e sua viscosidade é 0,2 Pa.s . Calcule o número de Reynolds.
Re = 160.
Qual a vazão de água(em litros por segundo) circulando através de um tubo de 32 mm de diâmetro, considerando a velocidade da água como sendo 4 m/s?
3,2 l/s.
Numa tubulação horizontal escoa água através com uma vazão de 0,2m3/s. O diâmetro da tubulação é igual a 150mm. O fator de atrito da tubulação é igual a 0,0149. Considere que para a temperatura de 200C a água tem uma massa específica igual a 999kg/m3 e viscosidade dinâmica igual a 1,0x10-3 Pa.s. Para um comprimento de tubulação de 10 metros determinar a variação de pressão na tubulação e a tensão de cisalhamento na parede.
DELTAP=16 kPa W = 60 N/m2.
Exercício: A5
Um duto, de 5 cm de diâmetro interno, escoa um óleo de densidade igual a 900 kg/m3, numa taxa de 6 kg/s. O duto sofre uma redução no diâmetro para 3 cm, em determinado instante da tubulação. A velocidade na região de maior seção reta do duto e na menor seção reta do duto serão, respectivamente:
3,4 e 9,5 m/s.
Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se transmite através da parede do fundo da panela para a água que está em contato com essa parede e daí para o restante da água. Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por:
Condução e convecção
Determine a velocidade crítica para a gasolina a 200C escoando em um tubo de 20mm e b para água a 200 escoando num tubo de 20mm. Obs. Para gasolina a 200C a massa específica é igual a 6,48x10-7 m2/s
A V=0,065m/s b V=0,1m/s
Óleo escoa por um tubo horizontal de 15mm de diâmetro que descarrega na atmosfera com pressão de 88 kPa. A kpgre/mss3ã o μa=b0s,o2l4u t ak ga/ m15 sm. antes da saída é 135 kPa. Determine a vazão do óleo através do tubo. Propriedades: =876
R: 1,63x10-5 m3/s
Em qual dos meios o calor se propaga por convecção:
Água
A tubulação de aço para a alimentação de uma usina hidrelétrica deve fornecer 1300 litros/s. Determinar o diâmetro da tubulação de modo que a velocidade da água não ultrapasse 2,6 cm/s.
Maior que 7,98 M.
O frasco de Dewar é um recipiente construído com o propósito de conservar a temperatura das substâncias que ali forem colocadas, sejam elas quentes ou frias. O frasco consiste em um recipiente de paredes duplas espelhadas, com vácuo entre elas e de uma tampa feita de material isolante. A garrafa térmica que temos em casa é um frasco de Dewar. O objetivo da garrafa térmica é evitar ao máximo qualquer processo de transmissão de calor entre a substância e o meio externo. É CORRETO afirmar que os processos de transmissão de calor são:
Condução, convecção e irradiação.
Considere as três situações seguintes: I - Circulação de ar numa geladeira. II - Aquecimento de uma barra de ferro. III - Bronzeamento da pele num "Banho de Sol". Associe, nesta mesma ordem, o principal tipo de transferência de calor que ocorre em cada uma:
Convecção, condução, irradiação.
Exercício: A6
Um fluido tem massa específica (rô) = 80 utm/m³. Qual é o seu peso específico e o peso específico relativo?
0,8 g/ cm3
Em uma geladeira com congelador interno é recomendado que as frutas e verduras sejam colocadas na gaveta na parte inferior da geladeira. O resfriamento desta região da geladeira, mesmo estando distante do congelador, é possível devido a um processo de transmissão de calor chamado de:
Convecção.
A razão entre as forças que atuam nas duas áreas circulares dos êmbolos de uma prensa hidráulica é de 100. Qual a razão entre os respectivos raios dessas secções?
10
Num carburador, a velocidade do ar na garganta do Venturi é 120m/s . O diâmetro da garganta é 25 mm. O tubo principal de admissão de gasolina tem um diâmetro de 1,15 mm e o reservatório de gasolina pode ser considerado aberto à atmosfera com seu nível constante. Supondo o ar como fluido ideal e incompressível e desprezando
perdas no tubo de gasolina, determinar a relação gasolina/ar (em massa) que será admitida no motor. Dados: (ρgas=720 kg/m³ ; ρar=1Kg/m³ ;g=10m/s²) .
0,0565.
Para um corpo sólido hipotético, pode-se afirmar sobre a condutividade térmica e sobre a equação geral da transferência de calor por condução:
A condutividade térmica dos materiais homogêneos e isotrópicos só varia com a temperatura. Já a equação geral trata do divergente do gradiente da temperatura, da geração de energia e da inércia térmica;
Certa quantidade de água (tom mais escuro) é colocada em um tubo em forma de U, aberto nas extremidades. Em um dos ramos do tubo, adiciona-se um líquido (tom mais claro) de densidade maior que a da água e ambos não se misturam. Assinale a alternativa que representa corretamente a posição dos líquidos no tubo após o equilíbrio.
O número de Reynolds depende das seguintes grandezas:
Velocidade de escoamento, o diâmetro interno do duto a massa específica e a viscosidade dinâmica do fluido.
No verão, é mais agradável usar roupas claras do que roupas escuras. Isso ocorre por que:
Uma roupa de cor branca reflete a radiação, enquanto uma de cor escura a absorve
Exercício: A7
Para resfriar um líquido, é comum colocar a vasilha que o contém dentro de um recipiente com gelo, conforme a figura. Para que o resfriamento seja mais rápido, é conveniente que a vasilha seja metálica, em vez de ser de vidro, porque o metal apresenta, em relação ao vidro, um maior valor de:
condutividade térmica
Observe a figura abaixo que mostra um medidor VENTURI , equipamento que mede vazão a partir da leitura de pressão:
Considerando as perdas entre os pontos 1 e 2 despresíveis , julgue cada item abaixo:
( ) Os pontos 1 e 2 têm a mesma vazão.
( ) A velocidade V2 é , aproximadamente , 2,8 vezes maior que V1.
( ) A energia total do ponto 1 é igual à energia total do ponto 2.
( ) A partir da equação de Bernoulli, pode-se concluir que a pressão em 1 é maior que a pressão em 2.
A alternativa que apresenta a seqüência correta de cima para baixo é:
 V V V V
Uma panela com água é aquecida num fogão. O calor começa a se propagar através das chamas que transmite calor através da parede do fundo da panela para a água que está em contato com essa parede. Depois o calor se propaga daí para o restante da água. Qual opção abaixo representa, em ordem, como o calor se transmitiu.
Condução e convecção.
Um duto circular, com raio de 15 cm, é usado para renovar o ar em uma sala, com dimensões 10 m × 5,0 m × 3,5 m, a cada 15 minutos. Qual deverá ser a velocidade média do fluxo de ar através do duto para que a renovação de ar ocorra conforme desejado?
2,75 m/s
Atualmente, os diversos meios de comunicação vêm alertando a população para o perigo que a Terra começou a enfrentar já há algum tempo: o chamado "efeito estufa!. Tal efeito é devido ao excesso de gás carbônico, presente na atmosfera, provocado pelos poluentes dos quais o homem é responsável direto. O aumento de temperatura provocado pelo fenômeno deve-se ao fato de que:
A atmosfera é transparente á energia radiante e opaca para as ondas de calor;
Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se transmite através da parede do fundo da panela para a água que está em contato com essa parede e daí para o restante da água. Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por:
Condução e convecção
As inversões térmicas ocorrem principalmente no inverno, época de noites mais longas e com baixa incidência de ventos. Podemos afirmar que essas condições climáticas favorecem a inversão por quê:
Nos dias mais curtos o Sol não aquece tanto a Terra, logo o ar próximo ao solo fica mais frio e mais denso, não subindo.
No interior do Mato Grosso, é comum a prática da pescacom as mãos. Considere um pescador mergulhando a 10 m de profundidade, em relação à superfície de um rio, para capturar alguns desses peixes, qual será a pressão a que ele estará submetido, considerando os seguintes dados: Patm = 105 N/m2 (pressão atmosférica local); (µ) água = 103 kg/m3 e g = 10 m/s2.
2 .105 N/m2
Exercício: A8
Qual deverá ser a velocidade do fluido que sairá através de uma extremidade de um tanque, destapado, através de uma abertura de 4 cm de diâmetro, que está a 20 m abaixo do nível da água no tanque? (Dado g = 10 m/s 2)
20m/s.
Um tubo de Venturi pode ser usado como a entrada para um carburador de automóvel. Se o diâmetro do tubo de 2.0cm estreita para um diâmetro de 1,0cm, qual a queda de pressão na secção contraída por um fluxo de ar de 3,0cm/s no 2,0cm seção? (massa específica = 1,2 kg/m^3.)
81 Pa.
As superfícies internas de um grande edifício são mantidas a 20°C, enquanto que a temperatura na superfície externa é de -20°C. As paredes medem 25cm de espessura, e foram construídas com tijolos de condutividade térmica de 0,6Kcal/h m °C. A Calcular a perda de calor para cada metro quadrado de superfície por hora. B Sabendo-se que a área total do edifício é de 1000m² e que o poder calorífico do carvão é de 5500 Kcal/Kg, determinar a quantidade de carvão a ser utilizada em um sistema de aquecimento durante um período de 10h. Supor o rendimento do sistema de aquecimento igual a 50%.
A q=96Kcal / h (p/ m² de área) e B QT (carvão) = 349Kg.
Analise a alternativa que apresente os modos de transferência de calor:
Condução, convecção e radiação.
Determine o calor perdido por uma pessoa, por unidade de tempo, supondo que a sua superfície exterior se encontra a 29ºC, sendo a emissividade de 0,95. A pessoa encontra-se numa sala cuja temperatura ambiente é 20ºC (T∞) sendo a área do seu corpo de 1,6 m2. O coeficiente de transferência de calor entre a superfície exterior da pessoa e o ar pode considerar-se igual a 6 W.m-2.K-1. OBS: despreze a troca de calor por condução.
168 W.
Um ambiente termicamente confortável é uma das condições que devem ser consideradas em projetos de edificações. a fim de projetar um ambiente interno com temperatura de 20 °C para uma temperatura externa média de 35 °C, um engenheiro considerou, no dimensionamento, um fluxo de calor através de uma parede externa de 105 W/m2, conforme ilustra a figura abaixo.
A tabela a seguir apresenta os valores da condutividade térmica para alguns materiais de construção.
Material
Condutividade térmica (W.m.K-1)
Concreto: 1,40
Pedra natural: 1,00
Placa de aglomerado de fibras de madeira: 0,20
Placa de madeira prensada: 0,10
Placa com espuma rígida de poliuretano: 0,03
A fim de se obter a temperatura interna desejada, qual deve ser o material selecionado, entre os apresentados na tabela acima, para composição da parede externa?
Concreto.
Um prédio metálico recebe, no verão, uma brisa leve. Um fluxo de energia solar total de 450 W/m² incide sobre a parede externa. Destes, 100 W/m² são absorvidos pela parede, sendo o restante dissipado para o ambiente por convecção. O ar ambiente, a 27°C, escoa pela parede a uma velocidade tal que o coeficiente de transferência de calor é estimado em 50 W/m².K. Estime a temperatura da parede.
34°C.
Uma cafeteira está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se transmite através da parede do fundo da cafeteira para o café que está em contato com essa parede e daí para o restante do café. Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por:
Condução e convecção
Exercício: A9
Um corpo de massa 800g ocupa um volume de 200 cm3. podemos afirmar quea densidade desse corpo, em g/cm3, é igual a:
4.
Dois líquidos A e B, de massas 100g e 200g, respectivamente, são misturados entre si O resultado é a obtenção de uma mistura homogênea, com 400 cm3 de volume total. Podemos afirmar que a densidade da mistura, em g/cm3, é igual a:
0,75.
A Equação Geral dos gases é definida pela fórmula:
PV = nRT; onde n é o número de moles.
A força de empuxo é proporcional ao produto entre o peso específico do fluido e o volume de fluido deslocado. E é definido como:
FE = γ V.
A superfície de uma placa de aço de 8 m² é mantida a uma temperatura de 150 °C. Uma corrente de ar é soprada por um ventilador e passa por sobre a superfície da placa. O ar se encontra a uma temperatura de 25 °C. Calcular a taxa de transferência de calor trocado por convecção, entre a placa e o ar, considerando um coeficiente de troca de calor por convecção de 150 W/m².K.
37,5 kW.
Analise as afirmações referentes à condução térmica: I - Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapidamente, pode-se introduzir nele um espeto metálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom condutor de calor. II - Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na forma de calor) do corpo humano para o ambiente, devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser um bom isolante térmico. III - Devido à condução térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de madeira colocada no mesmo ambiente. Podemos afirmar que:
Apenas I e II estão corretas.
Quando se aplica uma pressão a um fluido, esse sofre deformação, ou seja, o seu volume é modificado. Porém, quando se deixa de aplicar pressão neste fluido, este tende a se expandir, podendo ou não retornar ao seu estado inicial.
A esta capacidade de retornar às condições iniciais denominamos:
Compressibilidade do fluido.
Calcule quantas vezes mais um mergulhador sofre de pressão a uma profundidade de 320 metros com relação ao nível do mar. Considere g = 9,81 m/s2, p = 1.000 kg/m3 e Patm = 101.325 Pa.
Vezes.
Exercício: A10
Como a matéria é organizada?
Na forma de átomos.
Na expressão F = Ax2, F representa força e x um comprimento. Se MLT-2 é a fórmula dimensional da força onde M é o símbolo da dimensão massa, L da dimensão comprimento e T da dimensão tempo, a fórmula dimensional de A é:
M.L-1.T-2.
O peso específico é o peso de uma substância por unidade de volume.
Ele também pode ser definido pelo produto entre:
A massa específica e a aceleração da gravidade (g).
Um cilindro de ferro fundido, de 30 cm de diâmetro e 30 cm de altura, é imerso em água do mar γ = 10.300 N/m3 . Qual é o empuxo que a água exerce no cilindro?
218 N.
( ENADE-2008) O esquema da figura mostra uma tubulação vertical com diâmetro constante, por onde escoa um líquido para baixo, e a ela estão conectados dois piezômetros com suas respectivas leituras, desprezando-se as perdas.
A esse respeito, considere as afirmações a seguir.
I - A energia cinética é a mesma nos pontos (1) e (2).
II - A pressão estática no ponto (1) é menor do que no ponto (2).
III - A energia total no ponto (1) é menor do que no ponto (2).
IV - A energia cinética e a pressão estática no ponto (1) são menores do que no ponto (2).
V - A energia cinética e a pressão estática no ponto (1) são maiores do que no ponto (2).
São corretas APENAS as afirmações:
I e II.
Qual deverá ser o peso específico do ar a 441 KPa (abs) e 38⁰C.
49,4 N/m3.
Os mecanismos de transferência de calor são:
Condução, convecção e radiação.
( CESGRANRIO -2011Petrobrás) A viscosidade é uma propriedade dos fluidos relacionada a forças de atrito interno que aparece em um escoamento devido ao deslizamento das camadas fluidas, umas sobre as outras. Para um fluido newtoniano,a viscosidade é fixada em função do estado termodinâmico em que o fluido se encontra. A propriedade que mais influencia na viscosidade de líquidos e gases é a temperatura. Para a maioria dos fluidos industriais, à medida que a temperatura aumenta, a viscosidade:
Dos líquidos diminui, e a dos gases aumenta.