Pressão e Manómetros em Líquidos

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Questions and Answers

Qual a relação entre as alturas manométricas hA e hB e os pesos volúmicos dos líquidos nos vasos comunicantes?

  • Não existe relação
  • São iguais
  • São inversamente proporcionais (correct)
  • São diretamente proporcionais

Os manómetros de tubo em U podem indicar apenas pressões absolutas.

False (B)

Como os manómetros de Bourdon funcionam?

Eles convertem a pressão detectada em movimento mecânico de um ponteiro.

A pressão manométrica pode ser medida por manómetros de _____ e de _____ .

<p>tubo em U, Bourdon</p> Signup and view all the answers

Associe os manómetros ao seu tipo correspondente:

<p>Manómetro de tubo em U = Indica diferenças de pressão Manómetro de Bourdon = Sensor deformável e transmissor de pressão</p> Signup and view all the answers

Qual é a característica dos manómetros de tubo em U?

<p>São indicadores locais grandes e frágeis (B)</p> Signup and view all the answers

A pressão absoluta pode ser medida a partir do vácuo absoluto.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

O que significa um sistema estar sob vácuo?

<p>Significa que a pressão está inferior à pressão atmosférica.</p> Signup and view all the answers

Qual é a profundidade máxima correspondente à pressão de 1,0 MPa em água do mar?

<p>29,6 m (B)</p> Signup and view all the answers

A densidade da água do mar é 1,03 g/cm³.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Qual a expressão para calcular a pressão total em um submarino a uma profundidade de 120 m?

<p>pab = Δp + patm</p> Signup and view all the answers

A pressão a 3 m de profundidade em água é aproximadamente ______ kPa.

<p>130,6</p> Signup and view all the answers

Associe as profundidades às respectivas pressões em água:

<p>15 m = 248 kPa 3 m = 130,6 kPa 120 m = 1,31 MPa 0 m = 101,3 kPa</p> Signup and view all the answers

Qual é a variação de pressão a 120 m de profundidade?

<p>1211280 Pa (B)</p> Signup and view all the answers

O que representa a variável Δh no contexto de pressão em um líquido?

<p>Variação de altura de coluna de líquido.</p> Signup and view all the answers

A pressão na base de uma barragem com 15 m de profundidade é de 146735,4 Pa.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

O que é viscosidade dinâmica?

<p>A resistência de um fluido ao escoamento. (B)</p> Signup and view all the answers

A tensão tangencial é independente da velocidade de deformação.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Qual é a relação entre o gradiente de velocidade e a velocidade de deformação?

<p>O gradiente de velocidade é numericamente igual à velocidade de deformação.</p> Signup and view all the answers

A viscosidade dinâmica é representada pela letra ______.

<p>μ</p> Signup and view all the answers

Qual é o peso real do corpo C?

<p>0,5 N (C)</p> Signup and view all the answers

Associe cada termo à sua definição:

<p>Viscosidade = Resistência ao escoamento Gradiente de Velocidade = Variação da velocidade em função da distância Tensão Tangencial = Força por unidade de área que atua paralelamente à superfície Líquido Ideal = Fluido que obedece à Lei de Newton para viscosidade</p> Signup and view all the answers

Qual dos seguintes fatores não afeta a viscosidade de um líquido?

<p>Cor do líquido (A)</p> Signup and view all the answers

O corpo C tem um peso aparente de 4,9 N.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Qual é a densidade mássica do líquido?

<p>1259,4 kg/m³</p> Signup and view all the answers

De acordo com a Lei de Newton, a viscosidade é um coeficiente constante para todos os fluidos.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

O que representa a força tangencial (dF) em relação à área e ao gradiente de velocidade?

<p>dF é proporcional à superfície S e ao gradiente de velocidade.</p> Signup and view all the answers

O corpo C _____ na água e flutua.

<p>sobe</p> Signup and view all the answers

Qual é a densidade mássica do corpo C?

<p>128,5 kg/m³ (C)</p> Signup and view all the answers

O que acontece se largarmos o corpo C na água? Justifique.

<p>O corpo C sobe na água e flutua, pois sua densidade é menor que a da água.</p> Signup and view all the answers

A equação para determinar a força de impulsão é _____ = ρlíquido × g × Vdeslocado.

<p>I</p> Signup and view all the answers

O que caracteriza a hidrodinâmica?

<p>Estudo do comportamento dos fluidos em movimento (A)</p> Signup and view all the answers

Qual é a densidade mássica do fluido a 40 °C?

<p>2,93 g/cm³ (D)</p> Signup and view all the answers

Um farmacêutico pode medir 32 g de uma solução líquida com um volume de 40 cm³ a 20 °C.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Qual o volume ocupado por 300 g de Hg, sabendo que a densidade é 13600 kg/m³?

<p>22,1 cm³</p> Signup and view all the answers

A densidade do óleo de caroço de algodão é ______ kg/m³.

<p>926</p> Signup and view all the answers

Combine as substâncias com suas respectivas densidades:

<p>Água a 40 °C = 992,2 kg/m³ Fluido manométrico a 40 °C = 2927 kg/m³ Solução a 20 °C = 800 kg/m³ Mercúrio (Hg) = 13600 kg/m³</p> Signup and view all the answers

Qual é o peso de 1 L de óleo de caroço de algodão?

<p>9,26 N (B)</p> Signup and view all the answers

A densidade da água a 20 °C é 998,2 kg/m³.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Os 32 g da solução poderiam ser obtidos medindo-se um volume de ______ cm³.

<p>40</p> Signup and view all the answers

Qual é a força tangencial a montante em um tubo de corrente?

<p>$p_1.A_1$ (D)</p> Signup and view all the answers

A componente do peso do fluido na direção do tubo é dada por $P_x = ho.g.dl.dA$.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Qual é a equação fundamental da Hidrostática mencionada?

<p>d p = ho g d h</p> Signup and view all the answers

O peso do fluido em um elemento de volume é calculado como $P = ext{______} imes dV$, onde $dV = dl imes dA$.

<p>$ ho g$</p> Signup and view all the answers

Associe as variáveis às suas descrições sobre o fluxo em um tubo.

<p>$dp$ = Variação de pressão $dl$ = Elemento de comprimento $A$ = Área da seção reta $g$ = Aceleração da gravidade</p> Signup and view all the answers

Qual a equação que representa a força total atuante no fluido ao longo do tubo?

<p>$F = -dp rac{dl}{dA} - ho g rac{dl}{dA}$ (C)</p> Signup and view all the answers

Um fluido incompressível tem sua densidade dependente da pressão.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

De acordo com a equação da quantidade de movimento, o que representa $dv$?

<p>Variação da velocidade do fluido</p> Signup and view all the answers

Para um fluido em um tubo, a equação da conservação de energia se reduz a $v^2 + rac{p}{ ho} + g z = ext{______}$.

<p>constante</p> Signup and view all the answers

Qual é o fator que não é considerado na equação da força total em um fluxo de fluido?

<p>Variação de densidade (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Densidade Relativa

A densidade relativa de um fluido é a razão entre a densidade do fluido e a densidade da água à mesma temperatura.

Densidade Mássica

A densidade mássica (ou massa específica) de um fluido é a massa do fluido por unidade de volume.

Determinando a Densidade Mássica

A densidade mássica de um fluido pode ser determinada através da densidade relativa e da densidade da água à mesma temperatura.

Determinando a Massa

A massa de um fluido pode ser determinada através da densidade mássica e do volume.

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Determinando o Volume

O volume de um fluido pode ser determinado através da massa e da densidade mássica.

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Determinando o Peso

O peso de um fluido pode ser determinado através da massa e da aceleração da gravidade.

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Determinando o Volume 2

O volume de um fluido pode ser determinado através da massa e da densidade mássica.

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Determinando o Peso 2

O peso de um fluido pode ser determinado através da massa e da aceleração da gravidade.

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Lei de Stevin em Vasos Comunicantes

Em vasos comunicantes com líquidos não miscíveis, as alturas manométricas (hA e hB) são inversamente proporcionais aos pesos volúmicos dos líquidos correspondentes.

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Pressão Manométrica

A pressão relativa ou manométrica é a diferença entre a pressão em um ponto e a pressão atmosférica.

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Manômetro de Tubo em U

O manômetro de tubo em U mede a diferença de pressão entre dois pontos através da diferença de altura das colunas de fluido nos dois ramos do tubo.

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Manômetro de Bourdon

O manômetro de Bourdon utiliza um sensor deformável, que se deforma sob a pressão aplicada.

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Pressão Absoluta

A pressão absoluta é a pressão total em um ponto, incluindo a pressão atmosférica.

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Vácuo

A pressão em um ponto é inferior à pressão atmosférica.

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Transdutor de Pressão

Um transdutor converte um tipo de sinal físico em outro, normalmente um sinal mecânico em elétrico.

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Medidor de Pressão

Um instrumento usado para medir a pressão de fluidos.

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Força de Impulsão

É a força que um fluido exerce sobre um corpo imerso nele. É igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo.

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Peso Real

É o peso real do corpo, ou seja, é a força com que a Terra atrai o corpo.

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Peso Aparente

É o peso aparente do corpo, ou seja, é a força que o corpo exerce sobre o suporte quando está imerso em um fluido.

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Equilíbrio Hidrostático

A condição de um corpo que permanece em um fluido, flutuando na superfície ou submerso, sem subir ou afundar.

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Viscosidade

É a capacidade de um fluido resistir à deformação. Quanto maior a viscosidade, mais difícil é o fluido fluir.

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Hidrodinâmica

É a ciência que estuda o comportamento dos fluidos em movimento.

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O que é Pressão Manométrica?

A pressão manométrica é a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica. É a pressão medida por um manômetro.

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O que é Pressão Absoluta?

A pressão absoluta é a pressão total exercida por um fluido em um ponto. É a soma da pressão manométrica e a pressão atmosférica.

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O que é Pressão?

A pressão é a força exercida por um fluido sobre uma área. É medida em Pascals (Pa).

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O que é Pressão Hidrostática?

A pressão hidrostática é a pressão exercida por um fluido em repouso devido ao peso do fluido acima dele. É diretamente proporcional à profundidade.

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O que é a Lei de Stevin?

A Lei de Stevin estabelece que a pressão em um ponto no interior de um fluido estático é igual à pressão atmosférica mais a pressão devido ao peso do fluido acima desse ponto. A equação é: p = patm + ρgh.

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O que é o Princípio de Pascal?

A pressão em um ponto dentro de um fluido em repouso é a mesma em todas as direções. Dessa forma, a força exercida pela água é perpendicular à superfície.

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Como calcular a variação de pressão em um fluido?

A variação de pressão (Δp) em um fluido estático é igual à densidade do fluido (ρ) multiplicada pela aceleração da gravidade (g) e pela diferença de altura (Δh). É utilizada para calcular a diferença de pressão em diferentes profundidades.

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Como calcular a pressão total a que um submarino está sujeito?

A pressão total a que um submarino está sujeito a uma determinada profundidade é a soma da pressão atmosférica (patm) e da pressão hidrostática devido à profundidade (Δp). A equação é: ptotal = patm + Δp.

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Líquido Viscoso Ideal de Newton

Um líquido ideal de Newton é aquele em que a tensão tangencial (força de atrito interno) é diretamente proporcional à taxa de deformação (velocidade de escoamento).

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Viscosidade Dinâmica (μ)

A viscosidade dinâmica (μ) é uma medida da resistência interna de um fluido ao escoamento. Quanto maior a viscosidade dinâmica, maior a resistência ao movimento.

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Gradiente de Velocidade

O gradiente de velocidade é a variação da velocidade do fluido em relação à distância perpendicular à superfície de escoamento.

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Taxa de Deformação (Shear Rate)

A taxa de deformação (shear rate) é um termo relacionado ao gradiente de velocidade, representando a velocidade de deformação do fluido devido ao escoamento.

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Lei de Newton para Líquidos Ideais

A lei de Newton para líquidos ideais afirma que a tensão tangencial é diretamente proporcional à taxa de deformação, sendo a viscosidade dinâmica o coeficiente de proporcionalidade.

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Tensão Tangencial (Shear Stress)

A tensão tangencial (shear stress) é a força tangencial que atua sobre uma superfície de área unitária, relacionada ao atrito interno do fluido.

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Relação entre Tensão Tangencial e Taxa de Deformação

A tensão tangencial é diretamente proporcional à taxa de deformação, com a viscosidade dinâmica μ sendo o coeficiente de proporcionalidade. Quanto maior a viscosidade, maior a tensão tangencial.

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Força Tangencial em um Elemento de Tubo

A força tangencial resultante em um elemento de tubo é a diferença entre a força devido à pressão a montante e a força devido à pressão a jusante.

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Variação da Quantidade de Movimento

A variação da quantidade de movimento do fluido ao longo do tubo de corrente é igual à força total atuando sobre ele.

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Equação de Bernoulli

A equação de Bernoulli é uma expressão da conservação de energia em um fluido ideal em movimento estacionário.

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Relação entre Velocidade, Pressão e Altura

A equação de Bernoulli estabelece uma relação entre a velocidade, a pressão e a altura do fluido.

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Princípio de Bernoulli

Em um fluido ideal e incompressível, a soma da pressão dinâmica (1/2 * ρ * v^2) e a pressão estática (p) é constante ao longo de uma linha de corrente.

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Força de Arrasto

A força de arrasto é a força que se opõe ao movimento de um objeto através de um fluido.

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Força de Sustentação

A força de sustentação é a força perpendicular à direção do movimento de um objeto através de um fluido.

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Coeficiente de Arrasto

O coeficiente de arrasto é uma medida da resistência do objeto à força de arrasto.

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Coeficiente de Sustentação

O coeficiente de sustentação é uma medida da eficiência na geração de força de sustentação.

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Study Notes

Introdução

  • Curso de Biologia e Biotecnologia Alimentar
  • Módulo 3 - Mecânica de Fluidos
  • Autora: Maria Gabriela de Oliveira Lima Basto de Lima
  • Ano: 2024

Hidrostática

  • Estudo das propriedades dos fluidos em repouso
  • Pressão: Força distribuída por uma superfície
  • Pressão hidrostática: Pressão resultante do peso de uma coluna de fluido em repouso
  • Princípio de Pascal: A pressão aplicada a um fluido em recipiente fechado é transmitida igualmente a todas as partes do fluido e às paredes do recipiente.
  • Pressão atmosférica ou barométrica: Pressão exercida pelo ar atmosférico sobre a superfície terrestre.
  • Medição da pressão atmosférica utilizando o barómetro de Torricelli, mostrando que a pressão diminui com a altitude.
  • Importância de considerar o peso volúmico dos fluidos.

Princípio de Arquimedes

  • Descoberta do fenómeno da impulsão
  • Impulsão (força de empuxo): força vertical para cima exercida num corpo imerso num fluido.
  • Impulsão igual ao peso do fluido deslocado
  • Implicações em situações de flutuação, afogamento e descompressão.

Massa Volúmica e Densidade

  • Massa volúmica- massa por unidade de volume
  • Densidade mássica – relação da massa volúmica de uma substância com a massa volúmica de uma substância de referência (normalmente a água a 4°C).
  • Unidades de medida.

Medição da massa volúmica

  • Métodos para medir a massa volúmica de líquidos (hidrometria/ picnometria) e sólidos (pesagem hidrostática)
  • Utilização dos equipamentos adequados.

Pressão Relativa

  • Medição com manómetros em U e manómetros de Bourdon
  • Importância da pressão atmosférica nas medições.
  • Situações possíveis de pressão absoluta e exemplos.

Pressão de Vapor

  • A pressão que o vapor do fluido exerce num determinado volume e temperatura.
  • Variação de pressão com a temperatura.
  • Pressão de vapor saturado (quando não pode conter mais vapor) e ebulição.

Exercícios Propostos (Hidrostática)

  • Vários exercícios práticos envolvendo conceitos de hidrostática, como calcular pressão, força de impulsão etc.

Hidrodinâmica

  • Estudo dos fluidos em movimento
  • Viscosidade: Resistência interna ao escoamento de um fluido.
  • Viscosidade dinâmica (absoluta): medida da resistência interna ao escoamento
  • Viscosidade cinemática: Razão entre a viscosidade dinâmica e a densidade do fluido.
  • Fluxo laminar: escoamento suave e ordenado.
  • Fluxo turbulento: escoamento irregular e desordenado (turbilhões). Número de Reynolds identifica o tipo de regime de escoamento de um fluido.
  • Equação da Continuidade: Conservação do caudal mássico (ou volumétrico) num sistema fechado.
  • Equação de Bernoulli: Relaciona pressão, velocidade e altitude em pontos diferentes de um fluido em movimento.

Fenómenos superficiais

  • Propriedades da interface entre duas fases (líquido-vapor, líquido-líquido, etc.).
  • Tensão superficial: energia necessária para aumentar a área da superfície do líquido.
  • Tensão interfacial: energia necessária para aumentar a área de interface entre duas fases.
  • Ângulo de contato: ângulo formado entre o líquido, a superfície e o gás, indica a molhabilidade.
  • Capilaridade: ascensão ou depressão de um líquido dentro de um tubo capilar devido a tensões superficiais.
  • Medição da tensão superficial (Método de arrancamento, Método das gotas).

Anexo

  • Informações adicionais sobre as propriedades físicas da água e do ar.

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