Sistema com movimentao de uidosob presso.

PressoOrigem: Wikipdia, a enciclopdia livre.Presso (smbolo ) a relao entre uma determinada fora e sua rea de distribuio.O termo presso utilizado em diversas reas da cincia como uma grandeza escalar que mensura a ao de uma oumais foras sobre um determinado espao, podendo este ser lquido, gasoso ou mesmo slido. A presso umapropriedade intrnseca a qualquer sistema, e pode ser favorvel ou desfavorvel para o homem: a presso que um gsou vapor exerce sobre a p de uma hlice, por exemplo, pode ser convertida em trabalho. Por outro lado, a presso dagua nas profundezas do oceano um dos grandes desaos para os pesquisadores que buscam novas fontes derecursos naturais.

ndice1 Convenes

1.1 Expresses matemticas1.2 Unidades

1.2.1 Outras unidades1.3 Instrumentos de medio

1.3.1 Manmetro1.3.2 Piezmetro1.3.3 Barmetro

2 Presso em gases3 Presso em uidos4 Presso em slidos5 Referncias6 Ver tambm7 Referncias8 Ligaes externas

ConvenesExpresses matemticasPara problemas que envolvem gases e slidos a expresso matemtica utilizada para expressar presso dada por:

ou

Onde: a presso; a fora normal a superfcie; a rea total onde a fora aplicada.

Para lquidos, a presso pode ser escrita como:

ou

Onde:

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a presso em um ponto especco ou a diferena entre a presso inicial e nal do sistema; a massa especca do lquido. ; a acelerao gravitacional; a profundidade do ponto dentro do lquido.

Podemos descobrir a presso de um gs a determinada temperatura e volume atravs da equao do gs ideal:

Onde: a presso do gs; o nmero de mols do gs; a constante dos gases perfeitos; a o volume do gs.

A presso uma grandeza escalar. O vetor fora muda conforme a orientao do plano onde aplicado, porm o valorda presso permanece o mesmo, ou seja, independente de direo. O vetor fora que caracteriza a presso pode serrelacionado ao vetor da fora normal, uma vez que ambos so perpendiculares superfcie. UnidadesSendo a denio de presso: fora por unidade de rea, analogamente a unidade ser newton por metro. Emhomenagem a Blaise Pascal, por suas diversas contribuies relativas a presso, presso mecnica e hidrosttica, aunidade no Sistema Internacional para medir presso o Pascal(Pa).Em geral, a unidade encontrada na forma de milhar(kPa), uma vez que as medidas de presso geralmenteapresentam valores altos dessa unidade. A presso exercida pela atmosfera ao nvel do mar, por exemplo, correspondea aproximadamente 101.325 Pa (presso normal), e esse valor normalmente associado a uma unidade chamadaatmosfera padro(atm).Outras unidades

Atmosfera a presso correspondente a 0,760m (760mm) de Mercrio, com densidade de 13,5951 g/cm a umaacelerao gravitacional de 9,80665 m/s.Bria a unidade de presso no Sistema CGS de unidades e vale uma dyn/cm.Bar um mltiplo da bria, onde 1 bar = 10 brias.PSI (pound per square inch), libra por polegada quadrada, a unidade de presso no sistema ingls/americano,onde 1 psi = 0,07 bar.milibar ou hectoPascal um multiplo do pascal, onde 1 hPa = 100 Pa. Geralmente utilizado na meteorologia.mmHG, tambm chamada de Torricelli, uma unidade de presso antiga inventada com o surgimento dobarmetro, onde 1 mmHG = 133,332 Pa.mH O uma unidade relativa a presso necessria para elevar em um metro o nvel de uma coluna de gua emum barmetro, sendo 1 mH O = 9806,65 Pa.kgf/cm representa o peso normal do ar ao nvel do mar por cm, sendo 1 kgf/cm = 98066,52 Pa.

Tabela de converso de unidadesNomenclatura Atmosfera Pascal Bria Bar milibar ouhectopascal mmHg mH O kgf/cm

Unidade Atm Pa Ba Bar mBar / hPa mmHg mH O kgf/cmAtmosfera 1,0132510 1,0132510 1,01325 1013,25 760,0 10,33 1,033

Pascal 9,86910 10 10 0,01 7,50110 1,02010 1,01910Bria 9,86910 0,1 10 0,001 7,50110 1,02010 1,02010Bar 0,9869 100000 1000000 1000 750,1 10,20 1,020

mBar ou hPa 9,86910 100 1000 0,001 0,7501 1,02010 10,20mmHg 1,31610 133,3 1333 1,33310 1,333 1,36010 13,60mH O 9,67810 9807 9,80710 9,80710 98,06 73,56 0,100

kgf/cm 0,968 9,81010 9,81010 0,9810 981,0 735,8 10,00Instrumentos de medio

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-4 -2-3 -3 -2

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Principio defuncionamento de ummanmetro de tubofelexvel.

Princpio defuncionamentode ummanmetroem forma deU.

Conguraode umpiezmetrosimples.

Barmetro feitocom uma colunade mercrio.

ManmetroManmetro um instrumento utilizado para medir a presso de umlquido ou de um gs.A experincia pode ser feita de vrias maneiras, inclusive o arranjo dosequipamentos pode variar. A tcnica para medir a presso de um uidoconsiste em manter o lquido(geralmente mercrio, devido a sua altadensidade) dentro de um recipiente com duas extremidades que permitammanejar a presso na entrada e a sua abertura ou fechamento. Nessasextremidades podemos colocar gases ou outros lquidos, dependendo daexperincia em questo. De acordo com a altura da coluna de lquido,pode-se estimar a presso que ela exerce sobre a presso de entrada(geralmente a presso atmosfrica) utilizando a equao que relacionaaltura e densidade do lquido presso que ele exerce no meio.Outro tipo de manmetro mais sosticado consiste em um tubo exvelcom uma extremidade ligada a um ponteiro e a outra aberta para apassagem de determinado gs ou lquido. Conforme o recipiente enche, apresso no tubo deforma a geometria do recipiente, que por sua vez acaba

deslocando o ponteiro. Esse tipo de manmetro tem um carter mais prtico, e o outro mais didtico.PiezmetroPiezmetro um aparelho utilizado para medir a presso que a gua(ou sua ausncia) exerce nacomposio do solo. O equipamento consiste em um tubo no qual uma extremidade conectada a umrecipiente com algum lquido(geralmente mercrio, devido a sua alta densidade) e a outra revestida poralgum material poroso, como uma esponja, por exemplo. O tubo ento preenchido com gua, e o lquidode medio separado da gua por vcuo ou gs. Quando o solo est seco, a gua do tubo absorvidapela terra e a coluna de lquido de medicao sobe. Quando o solo est muito umido o processo contrrioocorre, enchendo completamente o tubo com gua e diminuindo a coluna de lquido.Com a equao para medir presso em lquidos podemos calcular a poro-presso(ou carga piezomtrica)do solo. Esse tipo de medida muito til, pois permite monitorar a umidade do solo e evitar situaesextremas, como deslizamentos devido a eroso do solo.Barmetro

O barmetro um equipamento que nos permite calcular algumas grandezasindiretamente atravs da presso. O primeiro barmetro consistia em um tubo comum lado fechado e o outro xado em algum recipiente, de forma a permitir apassagem de algum uido desse recipiente para dentro do tubo. Adicionando aopequeno reservatrio algum lquido(geralmente mercrio, devido a sua altadensidade) para que este sirva como um indicador. Conforme sabemos dahidrosttica, um lquido exerce presso igual para todos os lados. Assim sendo,quando a parte externa do recipiente for submetida a determinada presso, o lquidovai exercer a mesma presso na parte interna do tubo. Caso essa presso externaseja maior que a interna, a coluna do lquida vai subir a m de nivelar o sistema. Caso contrrio, acoluna desce e a parte de cima ca com vcuo.Partindo da equao que relaciona a diferena de altura do lquido com a sua presso, e sabendoqual a presso interna do tubo, podemos calcular quanto vale a presso externa em qualquer lugar.Atravs dessa experincia (conhecida como experincia de Torricelli) podemos determinar a altura

do local onde estamos com relao ao nvel do mar. Sabe-se que uma coluna de mercrio, por exemplo, mede 76cm aonvel do mar, e que esse valor diminui quando alcanamos altitudes maiores, pois a presso atmosfrica menor.

Presso em gasesSegundo a teoria cintica dos gases, um gs composto por um grande nmero de molculas que se movimentammuito rpido e de forma aleatoria, causando frequentes colises entre as molculas do gs e com as paredes dequalquer tipo de recipiente. Essas molculas apresentam um certo momento, dado pelo produto entre a massa e avelocidade da molcula. No instante em que uma molcula colide com uma parede, as molculas transmitem momento superfcie, e como consequencia produzem uma fora perpendicular essa superfcie. A soma de todas essas forasoriundas de colises em uma determinada superfcie, dividida pela rea da mesma, resulta na presso exercida por umgs em um determinado recipiente.

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Molculas de um gscolidindo com a superfcie dorecipiente.Simulador de presso.

(http://www.stefanelli.eng.br/webpage/simtermo/p_pressa.html)

Vasos comunicantes.

Panela de presso.

Algumas aplicaes da presso nos gases podem serobservadas na utilizao da presso que o vapor da guaexerce sobre determinada superfcie quando connado emum espao fechado. Esse processo pode ser encontrado emusinas nucleares, onde uma p gira com a presso dovapor e converte essa energia em eletricidade. Alm disso,observamos a presso em gases sendo utilizadadiariamente no freio do nibus, por exemplo. O freio deveculos pesados conta com um sistema que usa arcomprimido para cessar o movimento.

Presso em uidosUm corpo no estado lquido caracterizado por apresentaruma distncia entre suas molculas que permite ao corpoadequar-se ao ambiente em que se encontra. Ascaractersticas da presso nos lquidos semelhante a queencontramos nos gases: o lquido exerce presso para todos

os lados de um recipiente e em qualquer corpo que for imerso nele.Segundo o princpio de Pascal, ao exercermos presso em um uido connado em umrecipiente, essa transmitida integralmente a todos os ponto desse recipiente. Umaexperincias que pode ajudar a compreender esse princpio a dos vasos comunicantes:Ao armazenarmos algum lquido em uma estrutura com colunas de volumes diferentespodemos observar que o lquido preenche todas as colunas a mesma altura,desconsiderando as diferenas de volume. Isso prova que o uido espalha-seuniformemente, portanto, exerce presso igual em todas as direes. Essa demonstraofoi muito importante para o surgimento dos sistemas hidraulicos, essenciais nos dias dehoje.A presso em lquidos tem algumas diferenas da presso nos gases. Com os gases, quanto maior a altitude menor apresso, j com os lquidos, quanto maior a profundidade, maior a presso. Isso facil de ser evidenciado - bastamergulhar e automaticamente sentimos a presso aumentando. instintivo pensar que ao furar uma garrafa de gua, avazo de um furo na sua base ser maior do que a de um furo lateral(considerando que ambos tem a mesma rea). Essadiferena devida a maior presso no fundo da garrafa, devido a altura da coluna de gua.

Outra caracterstica marcante da presso nos lquidos e demais estados da matria suapropriedade de alterar os outros elementos do conjunto: Temperatura,Presso e Volume.Podemos perceber isso ao cozinhar feijo em uma panela de presso: o vapor da gua aumenta apresso no interior da panela, e isso provoca uma alterao do ponto de ebulio da gua, quepassa a ferver acima dos 100C. Isso agiliza o processo de cozimento do gro do feijo, que seriamuito mais lento se no fosse o advento da panela de presso.

Presso em slidosExiste uma rea da fsica que aborda o assunto presso com restrio aos corpos rgidos. Esse

assunto estudado profundamente devido as sua extrema importncia. A tenso mecnica, como chamada, estudatodos os tipos de presses e tenses que so encontradas dentro ou sobre um corpo material, sendo elas:

Tenso de Trao;Tenso de Compresso;Tenso de Cisalhamento;Tenso Elstica;Tenso Plstica;Tenso de Escoamento.

Diferente da presso nos uidos, em corpos rgidos os tomos no tem tanta liberdade e acabam tendo seusmovimentos restringidos, ou seja, no exercem presso ao seu redor. Se pegarmos uma pedra e largarmos em umasuperfcie, a nica presso que a pedra exerce no sistema a resultante de sua fora peso e da rea da sua base, quepressiona a mesa. Portanto, percebemos que a presso dos slidos ocasionada necessariamente por uma fora(aprpria fora peso, por exemplo) que usa o slido como recurso para ampliar sua fora e rea. Este conjunto deinformaes suciente para reetir sobre as consequncias dessas tenses no ambiente em que vivemos.Uma aplicao para essas observaes so os patins. A patinao sobre o gelo utiliza dos artifcios da presso paraproporcionar menos aderncia aos praticantes do esporte. Vamos entender por qu: O metal utilizado como lmina nasola do sapato de patinao muito no, e sua rea muito pequena frente ao peso do patinador. Como a presso

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Patins.

Glaciar Perito Moreno,Santa Cruz, Argentina.

inversamente proporcional a rea de abrangncia da fora, quanto menor o metal maispresso ser feita sobre o gelo. Assim como a gua, o gelo sofre algumas mudanas decaractersticas. A que estamos interessados no momento revela que o gelo sobre ospatins est sobre uma presso to intensa que acaba trocando de estado da matria evira liquido mesmo a temperaturas abaixo de zero. Graas a isso, os patins utilizam afora peso do patinador para derreter uma na camada de gelo em baixo da lminaquando esta est deslizado, aumentando sua velocidade e lubricando o caminho.

Alguns fenmenos naturais como os glaciares tambm temalguns fatores relacionados a presso que os cubos de geloexercem um sobre o outro, fazendo com que o gelo mais embaixo derreta e o gelo que est por cima faa uma trilha degua e escoe os blocos at algum rio ou oceano(ou at quesequem).

RefernciasHALLIDAY, DAVID, RESNICK, ROBERT E WALKER, JEARL. Fundamentos de fsica 2: Gravitao, Ondas eTermodinmica. Travessa do Ouvidor, 11. RJ: LTC, 1996.

1. INMETRO. Sistema Internacional de Unidades SI. Duque de Caxias, RJ.: [s.n.], 2012.2. TIPLER, PAUL A. Fsica: para cientistas e engenheiros. RJ: LTC, 2000.3. FEGHALI, J.P. Mecnica dos Fluidos Vol. 1. RJ: Livros Tcnicos e Cientcos S.A, 1974.4. FERDINAND P. BEER, E. RUSSELL, JR. JOHNSTON, JOHN T. DEWOLF. Mecnica dos materiais 5 Edio. [S.l.]: McGraw-Hill, 2011.5.

Ver tambmPresso HidrostticaCondies Normais de Temperatura e PressoAtmosfera padro

RefernciasLigaes externas

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/pressure.html

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