HIDROSTÁTICAConceitos iniciais

Prof. VictorFísica | 2ª Série | Ensino Médio

O QUE ESTUDA A HIDROSTÁTICA ?

Estuda os fluidos ideais em repouso num referencial fixo no recipiente que os contém.

FLUIDOS

São corpos cujas moléculas não guardam suas posições relativas e, por isso, tomam a forma do recipiente que os contém. Em condições favoráveis, escoam.

Gases e líquidos são classificados como fluidos.

FLUIDO(REAL) E FLUIDO IDEALOs fluidos são constituídos por um grande número de moléculas em movimento desordenado e em constantes colisões.

Para que possamos entender a diferença entre fluido "real" e fluido ideal, considere que um fluido é colocado em movimento em um cano horizontal devido a uma diferença de pressão, entre suas extremidades, aplicada externamente no instante inicial.

FLUIDO(REAL) E FLUIDO IDEALPor que o volume de fluido considerado não permanece em movimento, uma vez que não há variação da energia potencial desse volume?

Se não há variação na área de secção reta do cano, a velocidade não deveria permanecer a mesma?

O fluido não permanece em movimento com a mesma velocidade pois se trata de um FLUIDO REAL, ou seja, no qual há dissipação de energia na forma de calor ou através de outras formas de energia.

FLUIDO(REAL) E FLUIDO IDEAL

Parte da energia dissipada na animação se deve a existência de atrito entre as camadas do fluido que escoa, ou seja, há efeitos de forças de atrito macroscópicas entre as camadas do fluido, dando origem a uma propriedade macroscópica chamada viscosidade.

Portanto, um fluido é chamado de ideal ou perfeito, quando tiver densidade constante em todos os pontos do espaço e em todos os instantes de tempo, ou seja, for incompressível.

EM RESUMO

Em um fluido ideal ou perfeito, basicamente devemos assumir que:

1º) Não há dissipação de energia devido a atritos internos (viscosidade) entre as partículas do fluido, nem devido a interações das partículas do fluido com o ambiente;

2º) Não há troca de energia na forma de calor entre as partículas do fluido, nem das partículas de fluido com o ambiente;

FLUIDO(REAL) E FLUIDO IDEAL

Fluido Ideal

(Toda energia potencial gravitacional se

transforma em energia cinética)

Fluido Real

(Parte da energia potencial gravitacional é perdida devido ao atrito entre as camadas do fluido, transformado integralmente em

calor)

VISCOSIDADE

É definida como a resistência que um fluido oferece ao seu próprio movimento.

Existe uma força coesiva entre as moléculas do líquido e da placa.

VISCOSIDADEQuanto maior for a viscosidade do fluido, menor será a sua capacidade de escoar (fluir) e maior será a força de atrito entre o fluido e as paredes do recipiente onde ele está escoando.

TENSÃO SUPERFICIAL DA ÁGUA

É resultado das ligações de hidrogênio , que são forças intermoleculares causadas pela atração dos hidrogênios (H+) com os oxigênios das moléculas vizinhas (O_).

A força de atração das moléculas na superfície da água é diferente da força entre as moléculas abaixo da superfície. Veja a figura a seguir.

TENSÃO SUPERFICIAL DA ÁGUA

Ligações de hidrogênio restritas às moléculas ao lado e abaixo, pois não há moléculas acima delas;

Atração por outras moléculas de água em todas as direções: para cima, para baixo, para a esquerda, para a direita, para frente e para trás;

TENSÃO SUPERFICIAL DA ÁGUA

A desigualdade de atrações na superfície da água provoca a contração do líquido criando uma fina camada (membrana) elástica nela.

A tensão superficial da água é a maior de todos os líquidos e vale 7,2 x 109 N/m.

A FORMA ESFÉRICA DAS GOTAS DE ÁGUA

Resulta do equilíbrio estabelecido entre a tensão superficial da água e a pressão do ar contra a superfície inferior da gota quando esta cai;

Gota pequena => tensão superficial domina => Forma esférica

Gota grande => pressão do ar no interior da gota aumenta => Forma achatada

CAPILARIDADEÉ a subida ou a descida de um líquido através de um tubo fino chamado de capilar. Esse fenômeno é resultado da interação das moléculas da água com o material de que é feito o tubo.

Essa interação depende dos seguintes parâmetros:

Diâmetro do tubo;

*Quanto mais fino, maior a aderência.

Viscosidade do líquido;

*Quanto mais quente, menos viscoso.

CAPILARIDADEComo ocorre a capilaridade ?

As moléculas do líquido são atraídas pelas moléculas do tubo por causa das interações intermoleculares. Assim, o líquido fica “grudado” na parede.

Mas como a água sobre?

A molécula do tubo que está imediatamente acima da superfície do líquido atrai o líquido que começa a subir alinhando-se a essa molécula que o atraiu, num processo que é cíclico e se repete.

CAPILARIDADE