FENÔMENOS DE TRANSPORTE · TEOREMA DE STEVIN ... Barômetro de Torricelli Calculo da pressão...

FENÔMENOS DE TRANSPORTEEstática dos Fluidos

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CAPÍTULO 2.

ESTÁTICA DOS FLUIDOS

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HIDROSTÁTICA repouso ou equilíbrio (1ª e 3ª leis de Newton)

HIDRODINÂMICA movimento (complexo e será tratado superficialmente)

1 – Densidade

2 – Pressão em um fluido

3 – Teorema de Stevin

4 – Lei de Pascal

5- Medidores de Pressão

ESTÁTICA DOS FLUIDOS OU HIDROSTÁTICA

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DENSIDADE

volume

massa volúmicamassa

V

mMassa específica

3

36-

3

3

3 kg/m 1000m 10

kg 10

cm 1

g 1g/cm 1

-33 m kgkg/m :S.I. unidade 33 kg/dmg/cm :usual unidade

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MaterialDensidade (kg/m3)

Densidade

(g/cm3) ou (kg/dm3)

Madeira 600 0,6

gelo 917 0,917

água 1000 1,000

alumínio 2702 2,702

ferro 7800 7,80

mercúrio 13600 13,6

DENSIDADE


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PRESSÃO DE UM FLUIDO

A

Fp

área

larmenteperpendicu exercida força da eintensidadpressão

(pascal) Pam NN/m :S.I. unidade -22

A pressão é uma grandeza escalar


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Só a componente da força exercida perpendicularmente sobre uma superfície contribui para a pressão.

Qual dos dois livros, do mesmo peso, exerce maior pressão?



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Unidades de pressão

Unidade Símbolo Valor

bar bar

atmosfera atm

milímetro de mercúrio mm Hg


Pa 10bar 1 5

Pa 10013,1atm 1 5

Pa 322,133Hg mm 1


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Porque a pressão resulta das colisões das partículas do fluido com as superfícies com as quais está em contato.

As forças de pressão atuam em todas as direções. Por quê?



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PRESSÃO, PROFUNDIDADE E LEI DE PASCAL

As forças de pressão exercidas por um fluido emequilíbrio sobre as superfícies com as quais estãoem contato, exercem-se perpendicularmente aessas superfícies.


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LEI FUNDAMENTAL DA HIDROSTÁTICA

Imaginando um cubo de água dentro da água.

0 121221 mgFFPFFPFF

ghppAhgApApVgApAp 121212


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h

ghpp AB ghpp 0

0p

LEI FUNDAMENTAL DA HIDROSTÁTICA


h

A forma do recipiente não afeta a pressão e esta é a mesma em todos

os pontos de mesma profundidade.

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TEOREMA DE STEVIN

“A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido em repouso é

igual ao produto do peso específico do fluido pela diferença de cotas

dos dois pontos”.

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LEI DE PASCAL

Qualquer variação de pressão provocada num ponto de um fluido em equilíbrio transmite-se a todos os pontos do fluido e às paredes que o contêm.

h h

pppppp B'BA

'A então Se

O incremento de pressão em A é igual ao incremento de pressão em B


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2

2

1

121

A

F

A

Fpp

Prensa hidráulica

LEI DE PASCAL


Qualquer variação de pressão provocada num ponto de um fluido em equilíbrio transmite-se a todos os pontos do fluido e às paredes que o contêm.

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O que acontece ao alcance de cada jato de água ao longo do tempo?

A pressão aumenta linearmente com a profundidade.

Porque é que os aros metálicos do depósito de água estão mais próximos na parte de baixo do depósito?



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Mergulhando … PressurizandoProfundidade (pés) Pressão (atm) Pressão (psi)

0 1,0 14,7

33 2,0 29,4

66 3,0 44,1

99 4,0 58,8

132 5,0 73,5

Será que a pressão num fluido é diretamente proporcional à profundidade?

Será que a diferença de pressão entre dois pontos numfluido é diretamente proporcional à diferença deprofundidade entre esses pontos? Por quê?

constante ABAB

gh

pghpghppghpp



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VASOS COMUNICANTES

O fluido fica no mesmo nível, independentementedas formas dos vasos. Por quê?

Porque a pressão só depende da profundidade.



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1h

2h

0FA ppp DC pp

EB pp

11011AC ghpghpp

22022FD ghpghpp

2211220110DC hhghpghppp

1

2

2

1

h

h h é inversamente proporcional à densidade do fluido



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PRESSÃO ABSOLUTA E PRESSÃO RELATIVA


- A pressão efetiva ou relativa é a parcela de pressão acima da pressãoatmosférica.- A pressão absoluta é a soma da pressão efetiva mais a pressãoatmosférica.

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CARGA DE PRESSÃO


É chamada carga de pressão a relação entre a pressão (P) num ponto

do fluido e o peso específico (γ) do mesmo fluido.

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MEDIDORES DE PRESSÃO - BARÔMETRO


- A pressão atmosférica é medida pelo barômetro.

- O líquido utilizado geralmente é o mercúrio, pois possui alta densidade

possibilitando trabalhar-se com tubo de pequeno comprimento.

- A pressão atmosférica padrão é:

patm = 760 mmHg = 10.330 kgf/m2 = 101,3 kPa

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Barômetro de Torricelli

Calculo da pressão atmosférica normal em unidades do S.I. a partir da experiência de Torricelli.

Pa 10013,1Hg cm 76Hg mm 760 5

Sabe-se que a altura da coluna de mercúrio correspondente é de 76 cm.


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O mercúrio é 13,6 vezes mais denso do que a água.

Qual deveria ser a altura de uma coluna de água suportada pela pressão atmosférica?

O mercúrio permaneceria notubo de vidro se fosse feito umfuro na extremidade superior dotubo?

00 H2OH2OHgHgH2OH2OHgHgatmatm hhghghpp

m 10,376,00,1

6,13Hg

H2O

Hg

H2O hh

Barômetro de Torricelli


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MEDIDORES DE PRESSÃO - MANÔMETRO


Pressões ou depressões são medidas normalmente por manômetros

metálicos, ou de Bourdon, que consistem de um tubo metálico, que

quando submetido à pressão se deforma, causando o deslocamento de

sua extremidade que está ligada a um ponteiro por um sistema de

alavancas.

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MEDIDORES DE PRESSÃO - PIEZÔMETRO


Consiste de um tubo de vidro graduado ligado diretamente à tomada de

pressão. Sabendo-se o peso específico do fluido, calcula-se a pressão.

Somente usado para pequenas pressões e para pressões efetivas

positivas de líquidos.

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MEDIDORES DE PRESSÃO – MANÔMETRO DE TUBO EM U


Adequado para medir pressões negativas, quando o nível do fluido

estiver abaixo do nível AA, no ramo direito do tubo. Pode ser usado para

medir pressão de gases quando é usado um fluido manométrico que, em

geral, é o mercúrio.

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Manômetros de tubo aberto (Em u)

atmgásgásatm ppghpp atmgásatmgás ppghpp


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Equação Manométrica


É a expressão que permite calcular, por meio de manômetros, a

pressão de um reservatório ou a diferença de pressão entre dois

reservatórios. Pelo Teorema de Stevin e pela Lei de Pascal, pode-se

calcular a pressão na base dos dois ramos do manômetro da seguinte

forma:

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“Começando-se pelo ramo esquerdo do manômetro, soma-se à pressão

pA a pressão das colunas descendentes e subtrai-se a pressão das

colunas ascendentes”.

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A intensidade da força de impulsão (Empuxo) é igual ao peso do volume do fluido deslocado

LEI DE ARQUIMEDES

Qualquer corpo imerso num fluido sofre por parte deste uma força vertical, dirigida de baixo para cima, de intensidade igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo.

gVgmI imersofluidodeslocado fluido


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O empuxo varia com o volume imerso

gVgmI imersofluidodeslocado fluido

Dois blocos do mesmo volume, um de alumínio e outro de chumbo, estão submersos em água.

Que relação existe entre as impulsões exercidas sobre cada um deles?


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Os blocos da figura têm volumes iguais.

Que relação existe entre as impulsões exercidas sobre cada um deles?


O empuxo varia com o volume imerso

Obrigada!!!!!!!

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