Relatório Pressão

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE FÍSICA II
Pressão
 
Fernanda Castro Pereira
 Karine Maciel de Carvalho
Victor Marques Duarte 
Poliany da Silva Hipólito
Lavras 2017
Objetivo
 Este experimento teve como objetivo determinar a densidade do fluido analisado (querosene) a partir dos conhecimentos sobre pressão.
Introdução
Pressão
A grandeza física determinada pelo resultado da divisão entre uma força aplicada e a área de ação dessa força. A unidade de medida da pressão é o pascal (pa), mas também usa-se muito a atmosfera (atm) e o milímetro de mercúrio (mmHg).
Princípio de Stevin
A equação, conhecida como lei de Stevin, foi publicada em 1586 pelo autor físico Simão Stevin, e permite calcular a pressão de um líquido em repouso, estando com sua superfície livre em contato com a atmosfera.
A lei determina que a pressão hidrostática não depende da área de contato do líquido. Apesar de recipientes terem bases com áreas diferentes, como os da imagem abaixo, as bases são submetidas a mesma pressão uma vez que os dois líquidos estão com a mesma altura.
Princípio de Pascal
Quando há acréscimo de pressão exercida em qualquer ponto de um fluído, essa pressão será transmitida para todo ele. Esse princípio é usado para construir e dimensionar macacos e prensas hidráulicas, por exemplo.
 
A pressão é igual em todos os pontos e, supondo que a área do pistão da direita é cinco vezes maior que a da esquerda, tem-se que:
Fundamentação Teórica
 Para se obter o valor da pressão absoluta é utilizada a seguinte equação:
Pabs = Patm + (1)
sendo: = densidade do fluido 
g = gravidade 
h = altura 
Patm = pressão atmosférica
 
 Para o cálculo da pressão manométrica, temos:
P = (2)
sendo: = densidade do fluido no manômetro (álcool) 
g = gravidade 
h = altura 
 
 Para determinar a pressão em cada ponto, foi utilizada a seguinte equação:
P = (3)
sendo: = densidade do fluido na proveta (querosene) 
g = gravidade 
d = altura do tubo (proveta)
 Para o cálculo da densidade do fluido em estudo, utilizou-se a seguinte equação:
= (4)
sendo: p = densidade do fluido no manômetro cool)ro (provetae do fluido em estudo, utilizou-se a seguinte equaç
h = altura 
d = altura do tubo (proveta)
Para o cálculo de erro, foi feito a média aritmética e desvio padrão, respectivamente, com as seguintes equações:
 (5)
sendo: = média
x = soma dos termos
n = número de termos
 (6)
sendo: = média
x = soma dos termos
n = número de termos
E a equação da discrepância relativa foi utilizada para analisar se o experimento realizado foi satisfatório ou não, sendo ela:
Vt = valor teórico e Vexp = valor experimental.
Densidade teórica do álcool: 0,789 g|cm³
Procedimento Experimental
Materiais utilizados:
Proveta 150 ml (±0,5 ml)
Sonda de vidro
Manômetro de tubo aberto (±0,5 mm)
Álcool
Querosene
Paquímetro
Mangueira de látex
Procedimento:
Primeiramente foi colocado álcool (165 ml) dentro do manômetro, em seguida conectou-se uma pequena mangueira no manômetro e na sonda de vidro. Logo foi colocado querosene (80 ml) dentro da proveta para poder então inserir dentro a sonda de vidro e poder calcular com o paquímetro as diferenças de altura no manômetro e na proveta, sendo que foram feitas 7 medições com alturas diferentes.
Resultados e Discussão
Tabela 1) Alturas medidas no manômetro contendo o fluido álcool.
	Ponto
	Altura h (m)
	1
	0,013
	2
	0,021
	3
	0,026
	4
	0,031
	5
	0,042
	6
	0,047
	7
	0,053
	Média
	0,033
	Desvio Padrão
	0,01
Tabela 2) Alturas medidas na proveta contendo o fluido querosene.
	Ponto
	Altura d (m)
	1
	0,014
	2
	0,021
	3
	0,028
	4
	0,033
	5
	0,042
	6
	0,047
	7
	0,055
	Média
	0,034
	Desvio Padrão
	0,01
Através da equação (2) P = , calculou-se a pressão manométrica para cada ponto, considerando-se que o valor teórico da densidade do álcool = 0,789 kg|m³ e obteve-se:
Tabela 3) Cálculos da pressão manométrica em cada ponto
	Ponto
	Pressão Manométrica (Kpa)
	1
	0,10
	2
	0,16
	3
	0,20
	4
	0,24
	5
	0,33
	6
	0,36
	7
	0,41
Através da equação (4) = calculou-se a densidade do fluido em estudo (querosene), considerando-se que o valor teórico da densidade do álcool = 0,789 kg|m³ e obteve-se: 
= 
= 
kg m³
Através da equação (1) Pabs = Patm + calculou-se a pressão absoluta em cada ponto estudado, considerando o valor teórico da pressão atmosférica = 101,325 kpa, e obteve-se:
Tabela 4) Cálculo da pressão absoluta com o fluido querosene.
	Ponto
	Pressão Absoluta (Kpa)
	1
	101,43
	2
	101,48
	3
	101,54
	4
	101,57
	5
	101,64
	6
	101,68
	7
	101,74
Por fim, calculou-se a média aritmética e o desvio padrão para as medições no fluido álcool e no fluido querosene e obteve-se:
Tabela 5) Cálculos das médias e desvio padrão dos fluidos em estudo, álcool e querosene.
	Fluido
	Média
	Desvio Padrão
	Álcool
	0,033
	0,01
	Querosene
	0,034
	0,01
Análise dos dados para conclusão:
Calculou-se a discrepância relativa através da equação (7)
Considerando-se o valor teórico da densidade do querosene = 0,820 kg|m³
Conclusões:
A partir do experimento calculamos a pressão manométrica, pressão absoluta e a densidade de um fluido (querosene). Comparando os valores obtidos no laboratório com os valores teóricos, observamos que os mesmos não são próximos, e tendo em vista a discrepância relativa maior que 5%, é possível perceber que o experimento não teve uma exatidão satisfatória. Portanto pôde-se perceber que a precisão do experimento foi consideravelmente ruim.
Referências
1) Livro: Física para cientistas e engenheiros. Volume 1. Autor: Paul A. Tipler. Capítulo 13 (Fluidos).