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Experimento 2: A Pressão num ponto de um líquido em equilíbrio Introdução: Pressão no interior de um líquido em repouso Considere um fluido em equilíbrio (vertical e horizontal) no interior de um recipiente. Esse líquido exerce sobre as paredes do recipiente que o contém forças que se tornam de maior intensidade à medida que a profundidade aumenta. Principio fundamental da Hidrostática (Princípio de Stevin) Esse conceito se relaciona também com o Teorema de Stevin, ou o princípio fundamental da hidrostática, a partir do momento em que há uma variação de pressão entre dois pontos. A diferença entre as pressões em dois pontos considerados no seio de um líquido em equilíbrio vale o produto da massa especifica do líquido pelo módulo da aceleração da gravidade do local onde é feita a observação, pela diferença entre as profundidades consideradas. Simbolicamente: pa - pb = dgh A partir do Teorema de Stevin podemos concluir: A pressão aumenta com a profundidade. Para pontos situados na superfície livre, a pressão correspondente é igual à exercida pelo gás ou ar sobre ela. Se a superfície livre estiver ao ar atmosférico, a pressão correspondente será a pressão atmosférica, patm. Uma das utilidades práticas dessa consequência são os vasos comunicantes onde um mesmo líquido que está em recipientes de formatos e volumes diferentes, interligados entre si, fica sempre na mesma altura, pois suportam a mesma pressão. Objetivos: Reconhecer que a diferença de pressão entre dois pontos, no interior de um líquido em equilíbrio é igual ao produto do desnível entre os dois pontos pelo peso específico do líquido. Materiais utilizados e procedimento experimental: 1 painel; 1 tampão; 1 escala milimetrada acoplável ao painel; 1 tripé com sapatas niveladoras amortecedoras antiderrapantes; 1 haste de sustentação; 1 seringa descartável de 10 ml; 1 prolongador para seringa; 50 ml de água colorida para o manômetro 3; 1 termômetro; 1 copo de Bécker; 1 pano para limpeza; 1 barômetro (se possível). Procedimento experimental: Iniciamos as atividades realizando a montagem do painel hidrostático, fixando a escala submersível à haste acoplada ao painel manométrico. Testamos se havia vazamentos, colocando a pinça de Mohr e mergulhando a extremidade da escala de imersão no béquer com água. Observando que os resultados se mantiveram, prosseguimos com o teste, retirando a pinça e o béquer. Nivelamos o zero da escala com a extremidade livre do tubo metálico que a suporta. Recolocamos a pinça de Mohr e anotamos os resultados. Utilizando o béquer vazio e o posicionando de modo a envolver a escala submersível, fomos gradativamente preenchendo-o com água, até que a superfície do líquido atingisse o zero da escala, e anotamos os resultados a cada 5mm que colocávamos de água no béquer. Análise de resultados Medida do Bécker (mm) Medida no tubo 1 B3 2 A3 Pressão manométrica no Bécker. (p=ρ.g.h) 0mm 20mm 20mm P=0 5mm 22mm 22mm P=10³x 9.8 x 0.5= 49.0 10mm 24mm 24mm P=10³x 9.8 x 0.10=98.0 15mm 26mm 26mm P=10³x 9.8 x 0.15=147.0 20mm 28mm 28mm P=10³x 9.8 x 0.20=196.0 25mm 30mm 30mm P=10³x 9.8 x 0.25=245.0 30mm 32mm 32mm P=10³x 9.8 x 0.30=294.0 35mm 34mm 34mm P=10³x 9.8 x 0.35=343.0 40mm 36mm 36mm P=10³x 9.8 x 0.40=392.0 45mm 38mm 38mm P=10³x 9.8 x 0.45=441.0 Conclusão
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