Um barril contém uma camada de óleo de 0,120m flutuando sobre a água com uma profundidade igual a 0,250m. A densidade do óleo é igual a 600kg/m3. (a) Qual é a pressão manométrica na interface entre o óleo e a água? (b) Qual é a pressão manométrica no fundo do barril?
Pressão manométrica é a pressão em relação à pressão atmosférica. Em outras palavras, é a pressão quando se subtrai a pressão atmosférica. Por exemplo, uma pessoa saudável tem a pressão diastólica de 80 mm Hg. Isso significa que, ao nível do mar, o sangue dessa pessoa está sob a pressão absoluta de 840 mm Hg nos instantes da diástole. Essa pressão de 80 mm Hg é uma pressão manométrica, enquanto 840 mm Hg refere-se a uma pressão absoluta.
a) No caso deste problema, a pressão manométrica na divisa do óleo com a água é simplesmente a pressão devido à coluna de óleo, ignorando-se a pressão atmosférica, po, que, lá fora, empurra para baixo a superfície da camada de óleo:
p1 = (h1).(d1).g
p1 = (0,120).(600).(10)
p1 = 720 N/m²
b) A pressão manométrica no fundo do barril é:
p2 = p1 + (h2).(d2).g
p2 = 720 + (0,250).(1000).(10) (lembremos que a densidade da água á 1000 kg/m³)
p2 = 3220 N/m2
a) Encontrando a pressão manométrica:
\(\begin{align} & {{P}_{1}}={{h}_{1}}{{d}_{1}}g \\ & {{P}_{1}}=(0,12)(600)(10) \\ & {{P}_{1}}=720N/{{m}^{2}} \\ \end{align}\ \)
\(\boxed{{P_1} = 720{\text{ N/}}{{\text{m}}^2}}\)
b) Calculando a pressão no fundo do barril:
\(\begin{align} & {{P}_{2}}={{h}_{2}}{{d}_{2}}g+{{P}_{1}} \\ & {{P}_{2}}=(0,25)(1000)(10)+720 \\ & {{P}_{2}}=3220N/{{m}^{2}} \\ \end{align} \)
\(\boxed{{P_2} =3220{\text{ N/}}{{\text{m}}^2}}\)
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