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PRESSÃO ATMOSFÉRICA HOME ENSINO MÉDIO FÍSICA MECÂNICA PRESSÃO ATMOSFÉRICA O Experimento de Toricelli O físico e matemático italiano Evangelista Torricelli (1608 - 1647) construiu o primeiro barômetro que é um aparelho que mede a pressão atmosférica. Primeiramente ele encheu com mercúrio um tubo de vidro, até aproximadamente a altura de 1 metro (Fig. 1), e fechou a extremidade. Em seguida ele virou o tubo e mergulhou sua extremidade num recipiente contendo mercúrio (Fig. 2). Ao destampar a extremidade do tubo a coluna baixou um pouco (Fig.3), ficando com uma altura de aproximadamente 76 centímetros acima da superfície do mercúrio no recipiente. Na parte superior do tubo formou-se um vácuo quase perfeito. Na realidade existe ali a formação de uma pequena quantidade de vapor de mercúrio. No entanto a pressão desse vapor pode ser desprezada. Assim, no ponto A a pressão é praticamente nula: Pela lei de Stevin temos: Os pontos C e B pertencem ao mesmo líquido e estão no mesmo nível; assim: pC = pB (II) mas a pressão no ponto C é a pressão atmosférica: pC = patm (III) De I, II e III temos: patm = dgh onde d é a densidade do mercúrio e h = 76 cm = 0,76 m Supondo g = 9,8 m/s2 e sabendo que a densidade do mercúrio é , temos: Experimentos posteriores mostraram que a altura da coluna de mercúrio não é sempre 76 cm. Esse valor só é obtido no nível do mar. à medida que nos afastamos da superfície da Terra, (isto é, quando a altitude aumenta) a altura da coluna diminui. Isto significa que à medida que a altitude aumenta, a pressão atmosférica diminui. No alto de uma montanha certamente a pressão atmosférica é menor do que no nível do mar. O valor obtido na equação IV (pressão no nível do mar) é chamado valor normal da pressão atmosférica. Unidade de pressão No Sistema Internacional de Unidades a unidade de pressão é o pascal (Pa): 1 Pa = 1 pascal = 1 N/m2 no entanto na prática são usadas outras unidades, inspiradas no experimento de Torricelli. Uma delas é a atmosfera (atm). Uma atmosfera é o valor da pressão normal dado pela equação IV: Outra é o centímetro de mercúrio (cm Hg) que é a pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 1 cm, num local em que a gravidade tem seu valor normal (9,8 m/s2). Assim: Podemos usar também o milímetro de mercúrio (mm Hg) que é a pressão exercida por uma coluna de mercúrio de altura 1 milímetro num local em que a gravidade tem seu valor normal. O milímetro de mercúrio é também chamado de torricelli (torr): O CANUDINHO DE REFRESCO Como o líquido sobe pelo canudinho? (Fig. 4) Ao "chuparmos" o líquido, o que fazemos é diminuir a pressão no interior de nosso pulmão. Com isso, a pressão atmosférica fica maior do que a pressão no interior de nossa boca e desse modo, a pressão atmosférica "empurra" o líquido pelo canudinho. (Fig. 4) Equilíbrio de Líquidos Não Miscíveis Fig. 6 Fig. 7 Se colocarmos dentro de um recipiente dois líquidos imiscíveis (que não se misturam) A e B (Fig. 5) observaremos que após ser atingido o equilíbrio, o líquido mais denso fica em baixo. Assim, se a situação da Fig. 4 for uma situação de equilíbrio podemos garantir que a densidade de B (dB) é maior do que a densidade de A (dA): dB > dA Vasos Comunicantes Quando um tubo em U aberto (Fig. 6) contém um único líquido em equilíbrio, o líquido fica no mesmo nível nos dois lados. No entanto, se dentro do tubo tivermos dois líquidos imiscíveis (Fig. 7) podemos ter níveis diferentes nos dois lados. Exemplo 1 Dois líquidos imiscíveis A e B estão em equilíbrio no interior de um tubo em U como ilustra a figura. As densidades de A e B são, respectivamente: dA = 0,60 g/cm3 e dB = 0,80 g/cm3 Calcule o desnível h Resolução Calculemos as pressões nos pontos X e Y usando a lei de Stevin: mas os pontos X e Y são pontos pertencentes a um mesmo líquido e estão no mesmo nível. Portanto as pressões nesse dois pontos devem ser iguais: px = py patm + dAgH = patm + dBgh dAgH = dBgh dAH = dBh (0,60) (40) = (0,80) h PRESSÃO ATMOSFÉRICA
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