FENÔMENOS DE TRANSPORTE Estática dos Fluidos

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1 FENÔMENOS DE TRANSPORTE Estática dos Fluidos

2 CAPÍTULO. 1

3 HIDROSTÁTICA HIDRODINÂMICA reouso ou equilíbrio (1ª e 3ª leis de Newton) movimento (comlexo e será tratado suerficialmente) OU HIDROSTÁTICA 1 Densidade Pressão em um fluido 3 Teorema de Stevin 4 Lei de Pascal 5- Medidores de Pressão

4 DENSIDADE massa volúmica Massa esecífica massa volume m V unidade S.I.: unidade usual : kg/m g/cm 3 3 kg m kg/dm g g/cm cm 10 kg m 1000 kg/m 3 3

5 DENSIDADE Material Densidade (kg/m 3 ) Densidade (g/cm 3 ) ou (kg/dm 3 ) Madeira 600 0,6 gelo 917 0,917 água ,000 alumínio 70,70 ferro ,80 mercúrio ,6 4

6 PRESSÃO DE UM FLUIDO ressão intensidade da força exercida erendicularmente área F A unidade S.I.: N/m N m - Pa (ascal) A ressão é uma grandeza escalar 5

7 PRESSÃO DE UM FLUIDO Só a comonente da força exercida erendicularmente sobre uma suerfície contribui ara a ressão. Qual dos dois livros, do mesmo eso, exerce maior ressão? 6

8 PRESSÃO DE UM FLUIDO Unidades de ressão Unidade Símbolo Valor bar bar atmosfera atm milímetro de mercúrio mm Hg 1bar 10 5 Pa 1atm 1, Pa 1mm Hg 133,3 Pa 7

9 PRESSÃO DE UM FLUIDO As forças de ressão atuam em todas as direções. Por quê? Porque a ressão resulta das colisões das artículas do fluido com as suerfícies com as quais está em contato. 8

10 PRESSÃO, PROFUNDIDADE E LEI DE PASCAL As forças de ressão exercidas or um fluido em equilíbrio sobre as suerfícies com as quais estão em contato, exercem-se erendicularmente a essas suerfícies. 9

11 10 LEI FUNDAMENTAL DA HIDROSTÁTICA Imaginando um cubo de água dentro da água mg F F P F F P F F gh Ahg A A Vg A A 1 1 1

12 LEI FUNDAMENTAL DA HIDROSTÁTICA 0 h h B A gh 0 gh A forma do reciiente não afeta a ressão e esta é a mesma em todos os ontos de mesma rofundidade. 11

13 TEOREMA DE STEVIN A diferença de ressão entre dois ontos de um fluido em reouso é igual ao roduto do eso esecífico do fluido ela diferença de cotas dos dois ontos. 1

14 LEI DE PASCAL Qualquer variação de ressão rovocada num onto de um fluido em equilíbrio transmite-se a todos os ontos do fluido e às aredes que o contêm. h Se ' A A então ' B B O incremento de ressão em A é igual ao incremento de ressão em B h 13

15 LEI DE PASCAL Qualquer variação de ressão rovocada num onto de um fluido em equilíbrio transmite-se a todos os ontos do fluido e às aredes que o contêm. Prensa hidráulica 1 F A 1 1 F A 14

16 PRESSÃO, PROFUNDIDADE E LEI DE PASCAL A ressão aumenta linearmente com a rofundidade. O que acontece ao alcance de cada jato de água ao longo do temo? Porque é que os aros metálicos do deósito de água estão mais róximos na arte de baixo do deósito? 15

17 PRESSÃO, PROFUNDIDADE E LEI DE PASCAL Mergulhando Pressurizando Profundidade (és) Pressão (atm) Pressão (si) 0 1,0 14,7 33,0 9,4 66 3,0 44,1 99 4,0 58,8 13 5,0 73,5 Será que a ressão num fluido é diretamente roorcional à rofundidade? Será que a diferença de ressão entre dois ontos num fluido é diretamente roorcional à diferença de rofundidade entre esses ontos? Por quê? B A gh B A gh gh h g constante 16

18 PRESSÃO, PROFUNDIDADE E LEI DE PASCAL VASOS COMUNICANTES O fluido fica no mesmo nível, indeendentemente das formas dos vasos. Por quê? Porque a ressão só deende da rofundidade. 17

19 18 h 1 h 0 F A D C B E A C gh gh 0 F D gh gh D C h h gh gh 1 1 h h h é inversamente roorcional à densidade do fluido PRESSÃO, PROFUNDIDADE E LEI DE PASCAL

20 PRESSÃO ABSOLUTA E PRESSÃO RELATIVA - A ressão efetiva ou relativa é a arcela de ressão acima da ressão atmosférica. - A ressão absoluta é a soma da ressão efetiva mais a ressão atmosférica. 19

21 CARGA DE PRESSÃO É chamada carga de ressão a relação entre a ressão (P) num onto do fluido e o eso esecífico (γ) do mesmo fluido. 0

22 MEDIDORES DE PRESSÃO - BARÔMETRO - A ressão atmosférica é medida elo barômetro. - O líquido utilizado geralmente é o mercúrio, ois ossui alta densidade ossibilitando trabalhar-se com tubo de equeno comrimento. - A ressão atmosférica adrão é: atm = 760 mmhg = kgf/m = 101,3 kpa 1

23 Barômetro de Torricelli Calculo da ressão atmosférica normal em unidades do S.I. a artir da exeriência de Torricelli. Sabe-se que a altura da coluna de mercúrio corresondente é de 76 cm. 760 mm Hg 76 cm Hg 1, Pa

24 Barômetro de Torricelli O mercúrio é 13,6 vezes mais denso do que a água. Qual deveria ser a altura de uma coluna de água suortada ela ressão atmosférica? atm atm 0 HgghHg 0 HOghHO HghHg HOhHO h HO Hg HO h Hg 13,6 1,0 0,76 10,3 m O mercúrio ermaneceria no tubo de vidro se fosse feito um furo na extremidade suerior do tubo? 3

25 MEDIDORES DE PRESSÃO - MANÔMETRO Pressões ou deressões são medidas normalmente or manômetros metálicos, ou de Bourdon, que consistem de um tubo metálico, que quando submetido à ressão se deforma, causando o deslocamento de sua extremidade que está ligada a um onteiro or um sistema de alavancas. 4

26 MEDIDORES DE PRESSÃO - PIEZÔMETRO Consiste de um tubo de vidro graduado ligado diretamente à tomada de ressão. Sabendo-se o eso esecífico do fluido, calcula-se a ressão. Somente usado ara equenas ressões e ara ressões efetivas ositivas de líquidos. 5

27 MEDIDORES DE PRESSÃO MANÔMETRO DE TUBO EM U Adequado ara medir ressões negativas, quando o nível do fluido estiver abaixo do nível AA, no ramo direito do tubo. Pode ser usado ara medir ressão de gases quando é usado um fluido manométrico que, em geral, é o mercúrio. 6

28 Manômetros de tubo aberto (Em u) atm gás gh gás atm gás atm gh gás atm 7

29 Equação Manométrica É a exressão que ermite calcular, or meio de manômetros, a ressão de um reservatório ou a diferença de ressão entre dois reservatórios. Pelo Teorema de Stevin e ela Lei de Pascal, ode-se calcular a ressão na base dos dois ramos do manômetro da seguinte forma: 8

30 Equação Manométrica Começando-se elo ramo esquerdo do manômetro, soma-se à ressão A a ressão das colunas descendentes e subtrai-se a ressão das colunas ascendentes. 9

31 Equação Manométrica 30

32 LEI DE ARQUIMEDES I m fluido deslocado g fluido V imerso g A intensidade da força de imulsão (Emuxo) é igual ao eso do volume do fluido deslocado Qualquer coro imerso num fluido sofre or arte deste uma força vertical, dirigida de baixo ara cima, de intensidade igual ao eso do volume de fluido deslocado elo coro. 31

33 O emuxo varia com o volume imerso I m fluido deslocado g fluido V imerso g Dois blocos do mesmo volume, um de alumínio e outro de chumbo, estão submersos em água. Que relação existe entre as imulsões exercidas sobre cada um deles? 3

34 O emuxo varia com o volume imerso Os blocos da figura têm volumes iguais. Que relação existe entre as imulsões exercidas sobre cada um deles? 33

35 Obrigada!!!!!!!