Fenômenos de Transporte - Protocolos de Enlace e Acesso Múltiplo

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13/03/2021 Disciplina Portal
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Fenômenos de Transporte
Aula 3 - Protocolos de enlace e protocolos de
acesso múltiplo
INTRODUÇÃO
Esta aula abordará temas presentes no seu dia a dia como: o funcionamento de um calibrador de pneus; do aparelho para
medir a pressão arterial de um indivíduo; do equipamento que mede a pressão atmosférica e muitos outros.
Você também irá compreender como calcular a pressão em diferentes alturas de um canal, ou de um reservatório ou de
uma piscina.
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Ainda nesta aula, você irá reconhecer o funcionamento do elevador hidráulico utilizado em o�cinas automobilísticas e será
capaz de prever, com os dados necessários, a capacidade elevatória desse equipamento.
OBJETIVOS
Reconhecer o Teorema de Stevin e suas aplicações;
Identi�car os tipos de medidores de pressão e compreender como funcionam;
Reconhecer o Princípio de Pascal e compreender sua aplicação na construção da prensa hidráulica.
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TEOREMA DE STEVIN
O Teorema de Stevin nos diz que...
Entenderemos melhor este conceito com o exemplo a seguir.
A imagem, abaixo, mostra a pressão de dois pontos A e B e a diferença entre eles.
Recipiente com um único �uido. 
Fonte: Projeto Somos Físicos (glossário)
Observe que o ponto mais baixo tem maior pressão já que tem maior coluna de �uido. Faremos sempre a pressão do
ponto mais baixo menos a pressão do ponto mais alto. Quaisquer dois pontos sob um mesmo �uido com mesma altura
terão a mesma pressão.
Em um vaso comunicante, pontos nivelados e unidos por um mesmo �uido, terão a mesma pressão. A linha que une
pontos de mesma pressão é chamada de linha isobárica.
A próxima imagem apresenta vasos comunicantes onde podemos visualizar linhas isobáricas e abordarmos alguns
pontos importantes.
http://www.vanialima.blog.br/2014/09/fisica-teoremas-de-stevin-pascal-e.html
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Vasos comunicantes com um �uido. 
Fonte: BRUNETTI, F., Mecânica dos Fluidos. 2 ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008.
Todos os pontos contidos na linha A, têm a mesma pressão, assim como todos na linha B, portanto elas representam
linhas isobáricas. Na superfície livre (onde o �uido está em contato com o ar atmosférico), todos os pontos têm a pressão
atmosférica.
Vale ressaltar que pontos da linha B têm uma única pressão, e ela é maior que a pressão dos pontos contidos na isobárica
A; nesta linha, a altura de água é menor.
Quando um reservatório contém mais de um �uido podemos aplicar o teorema de Stevin em cada um dos �uidos.
Fonte: YOUNG, F. D.; MUNSON, R. B.; OKIISHI, H. T. Uma introdução concisa à mecânica dos �uidos. 2. ed. São
Paulo: Edgard Blucher, 2005.
Por ser uma mistura, a gasolina tem uma densidade variando, em uma faixa, a depender dos percentuais dos seus
componentes. Vamos considerar a densidade média da gasolina à temperatura ambiente, igual a 0,75, e sendo o γ
igual a 10 N/m , substituindo esses valores na eq. 1:
P = 10 N/m . 1 m + 0,75 . 10 N/m . 5 m = 4,75 . 10 N/m ou 47,5 kN/m
MEDIDORES DE PRESSÃO
Você saberia citar os medidores de pressão mais comuns? Veja, a seguir.
Barômetro
Pela sua forma, já podemos concluir que só mede a pressão atmosférica.
H2O
4 3
2efetiva
4 3 4 3 4 2 2
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Barômetro. 
Fonte: YOUNG, F. D.; MUNSON, R. B.; OKIISHI, H. T. Uma introdução concisa à mecânica dos �uidos. 2. ed. São Paulo:
Edgard Blucher, 2005.
Deseja-se medir a pressão atmosférica P . Aplicando-se a equação de diferença de pressão,
tem-se:
P - P = Υ . h
A leitura barométrica é h. Como a pressão de vapor do mercúrio, Hg, é muito pequena, pode ser
desprezada. Ouve-se muito, a pressão barométrica sendo dada em coluna de mercúrio.
Ao nível do mar essa leitura tem o valor de 760 mmHg. Para se ter a real dimensão de pressão,
basta que se multiplique pelo peso especí�co do mercúrio.
A pressão atmosférica normal que representa a pressão ao nível do mar, nas condições
ambiente padrão, tem os valores de:
1 atm = 760 mmHg = 34 ft de H O = 101,325 kPa = 1,01325 bar = 14,7 psi (lbf/in )
Barômetro aneroide
Mede apenas a pressão atmosférica. É menos preciso que o barômetro. É constituído de uma
cápsula fechada — que não permite a entrada de ar no seu interior — contendo um diafragma
metálico �exível e uma mola.
A câmara se comprime quando a pressão do ar aumenta e se dilata quando a pressão do ar
diminui, movimentando assim os ponteiros que vão indicar, no mostrador, a pressão do ar
atmosférico.
A imagem mostra o aneroide e esquematiza o seu funcionamento.
B
B A Hg
2
2
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Fonte: MAST.BR.
Manômetro de Bourdon
Mede pressões efetivas. É um dos medidores de pressão mais utilizados. Seu funcionamento
consiste em uma escala circular sobre a qual gira um ponteiro indicador ligado a um jogo de
engrenagens e alavancas, sob efeito externo, do ar atmosférico e interno, da pressão a ser
medida.
Observe, abaixo, um Manômetro de Bourdon e esquema do seu funcionamento.
Fonte: Salcas.
Piezômetros
Consiste de um tubo de vidro, vazio e com escala de comprimento. Quando conectado a um
duto ou a um reservatório, o próprio �uido, que se encontra no duto ou reservatório, vai indicar a
leitura piezométrica.
Esse equipamento tem várias limitações como:
• só pode ser usado quando já se sabe que a pressão a ser medida é uma pressão efetiva
positiva; 
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• só pode ser conectado a líquidos; 
• não pode ser usado para pressões efetivas muito grandes, pois o líquido pode transbordar no
tubo.
Como encontrar a pressão em A, tendo-se a leitura manométrica?
Se não for dada a pressão atmosférica, é mais conveniente trabalharmos na escala efetiva
evitando fazer a consideração de que o equipamento encontra-se num local ao nível do mar.
Aplicando a equação de diferença de pressão:
P – P . = Υ . h, na escala efetiva, a pressão atmosférica é nula em qualquer local, logo
temos P = Υ . h . O Υ deve ser conhecido e h lido no piezômetro.
Tubo em U
Pode medir qualquer diferença de pressão pela �exibilidade que apresenta. Um �uido
manométrico com peso especí�co maior, menor será a altura manométrica.
Na imagem abaixo, o manômetro I está com os dois ramos abertos para a atmosfera; em II,
está conectado à direita com a atmosfera e, à esquerda, conectado a um ponto de pressão
maior que a pressão atmosférica, por isso a sua pressão efetiva é positiva; no III, a pressão no
ponto que está conectado à esquerda é menor que a pressão atmosférica, portanto tem
pressão efetiva negativa, o que indica um vácuo.
A atm A
A efetiva A A
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Fonte: dwyer-inst
A próxima imagem mostra uma conexão de manômetros medindo a diferença de pressão entre
os pontos A e B de uma tubulação de ar. As duas linhas horizontais são linhas isobáricas.
Considerando o peso especí�co do �uido azul, Υ , do �uido amarelo, Υ , a diferença de pressão
entre A e B é dado por:
P - P = Υ (h – h )
Fonte: Escola da vida.
O PRINCÍPIO DE PASCAL
O princípiode Pascal nos diz que...
Uma importante aplicação desse princípio é o elevador hidráulico que encontramos nas o�cinas automotivas.
Observe o exemplo, abaixo, onde o �uido está con�nado e a pressão gerada pela força F , na área A , será transmitida
integralmente, camada a camada, até atingir a área A que é maior que A e, consequentemente, como a pressão é a
mesma, a força gerada em A , será maior que F e equivale à capacidade elevatória do equipamento.
1 3
A B 3 2 1
1 1
2 1
2 1
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Fonte: iasp
P = P 
↓
F /A = F /A 
↓
F = A /A . F eq. 2
Pela equação 2, podemos concluir que quanto maior a relação de área (A /A ), maior será a força F , que corresponde à
capacidade do elevador.
NA PRÁTICA...
Vamos agora fazer aplicações daquilo que apresentamos, nesta aula, para facilitar sua compreensão.
Vamos analisar uma questão retirada do livro: CENGEL, Yunus A. e CIMBAL, John M. Mecânica dos Fluidos – fundamentos
e aplicações, com adaptações:
Duas câmaras com um mesmo �uido na base estão separadas por um pistão com peso de 20 N, como mostra a �gura
abaixo. 
Dado: Pressão barométrica = 1,1 atm
Com base nas informações e em conhecimentos de Estática dos Fluidos, iremos responder cada item:
1 2
1 1 2 2
2 2 1 1
2 1 2
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Qual a pressão gerada pelo pistão sob o �uido, em N/m , representada pelo ponto C?
Qual a pressão efetiva, em Pascal, no fundo do reservatório?
Qual a pressão absoluta, em mm Hg, no fundo reservatório?
Calcule a pressão manométrica do ar, na câmara A, em atm.
2
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Compreendeu os conceitos apresentados até aqui? Agora, é a sua vez de pô-los em prática.
Observe o esquema abaixo, julgue cada alternativa e marque a verdadeira.
Fonte: STREETER, Victor L. Mecânica dos �uidos. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, s/d.
O ar contido nos dois compartimentos tem a mesma pressão.
O ar contido nos reservatórios contendo os pontos B e C apresenta uma pressão efetiva negativa.
Prolongando-se a linha do ponto B para a direita e para a esquerda, tem-se uma linha isobárica.
No reservatório em que se encontra o ponto A, tem uma pressão efetiva negativa.
Um ponto P1, que se encontra a 1 ft do ponto A e no mesmo reservatório, tem pressão efetiva igual a zero.
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Justi�cativa
Um medidor de vácuo conectado a uma câmara exibe a leitura de 5,8 psi em um local onde a pressão atmosférica é de
14,5 psi. Sabendo que a pressão atmosférica normal é 14,7 psi, marque a alternativa verdadeira.
O local onde está sendo feita a medição está abaixo do nível do mar.
A pressão efetiva do local onde está sendo feita a leitura é diferente de zero.
A pressão efetiva no interior da câmara é maior que a pressão atmosférica do local também na escala efetiva.
A pressão absoluta na câmara é igual a 8,7 psi.
Caso o conjunto, câmara e medidor de vácuo, sejam deslocados para um local ao nível do mar a leitura no medidor se manterá a
mesma.
Justi�cativa
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Glossário