prÁtica 1 - propriedades dos fluidos

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  • 1

    UNIVERSIDADE DA INTEGRAO INTERNACIONAL DA LUSOFONIA

    AFRO-BRASILEIRA

    INSTITUTO DE ENGENHARIAS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTVEL

    CURSO DE ENGENHARIA DE ENERGIAS

    CAIO KERSON OLIVEIRA VERAS

    PROPRIEDADES FSICAS DOS FLUIDOS E APLICAO DO

    MANMETRO EM U

    ACARAPE

    31 DE MARO DE 2015

  • 2

    CAIO KERSON OLIVEIRA VERAS

    PROPRIEDADES FSICAS DOS FLUIDOS E APLICAO DO

    MANMETRO EM U

    Relatrio referente aula prtica da

    disciplina de Laboratrio de Hidrulica,

    do curso de Engenharia de Energias da

    Universidade da Integrao Internacional

    da Lusofonia Afro-Brasileira.

    Orientador: Prof. Dr. George Leite

    Mamede

    ACARAPE

    31 DE MARO DE 2015

  • 3

    SUMRIO

    1. CONSIDERAES GERAIS ................................................................................... 4

    1.1. INTRODUO ..................................................................................................... 4

    1.2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 5

    2. METODOLOGIA ....................................................................................................... 5

    2.1 PROPRIEDADES FSICAS DOS FLUIDOS ........................................................ 5

    2.2 APLICAES MANMETRO EM U .................................................................. 6

    3. RESULTADOS ........................................................................................................... 8

    3.1 PROPRIEDADES FSICAS DOS FLUIDOS ........................................................ 8

    3.2 APLICAES MANMETRO EM U ................................................................ 11

    4. CONCLUSES ......................................................................................................... 12

    REFERNCIAS ........................................................................................................... 13

  • 4

    1. CONSIDERAES GERAIS

    1.1. INTRODUO

    O presente trabalho tem por finalidade relatar a prtica laboratorial da disciplina de

    hidrulica, realizada no dia 17/03/2015, no Laboratrio de Hidrulica, localizado nas

    dependncias da Universidade Federal do Cear (UFC). Na ocasio foi possvel analisar

    e determinar propriedades dos fluidos (gua e mercrio) como: adeso, coeso, massa

    especfica e capilaridade. Na aula pode-se ainda determinar o nvel da gua contida

    numa caixa dagua e determinar a presso em torneiras utilizando manmetro em U,

    rgua e mangueira de nvel.

    Os fluidos so substncias ou corpos cujas molculas ou partculas tm a propriedade de

    se mover, umas em relao s outras, sob a ao de foras de mnima grandeza. Dentro

    dessas propriedades, pode-se citar a coeso, considerada a fora que permite as

    partculas do fluido resistirem a pequenos esforos de tenso, ou seja, foras

    moleculares de atrao que fazem com que as molculas do prprio lquido fiquem

    unidas. Outra fora conhecida a adeso, uma fora atrativa que atua entre um lquido

    e a superfcie de um slido quando estes esto em contato direto, ou seja, demonstra

    atrao entre as molculas distintas (AZEVEDO NETO, 1998).

    Uma propriedade muito importante dos fluidos a capilaridade, que a tendncia que

    algumas substncias apresentam de subirem ou descerem por paredes de tubos finos

    (tubos capilares) ou se deslocar por curtos espaos existentes em materiais porosos,

    como tecidos de algodo ou esponjas. Se a atrao entre as molculas fraca, por

    exemplo, a gua, ele sobe pelas paredes do tubo, de uma forma cncava. J no caso do

    mercrio, como atrao forte, ele desce pelo tubo de uma forma convexa. A

    capacidade do lquido subir ou descer estar relacionada no s com as foras de adeso

    e coeso, mas tambm com massa especfica do lquido.

    A massa especifica definida pela razo entre a massa (m) de uma quantidade de

    substncia e o volume (v) equao 1.

    (1)

  • 5

    O manmetro um instrumento utilizado para medir a presso de fluidos contidos em

    recipientes fechados, onde existem dois tipos: lquidos e os de gases. bastante

    utilizado no setor industrial.

    1.2. OBJETIVOS

    Analisar e determinar propriedades dos fluidos (gua e mercrio);

    Determinar o nvel da gua em uma caixa dagua utilizando um manmetro em

    U e

    Determinar a presso nas torneiras exercida pela gua contida na caixa dagua.

    2. METODOLOGIA

    2.1 PROPRIEDADES FSICAS DOS FLUIDOS

    Inicialmente analisou-se as propriedades da gua e do mercrio, onde foi possvel

    verificar propriedades como adeso, coeso e capilaridade. Primeiramente verificou-se

    o peso da gua contida em uma garrafa e de uma pequena quantidade de mercrio.

    Em uma proveta colocou-se 10 mL de gua para analisar a propriedade de adeso, o

    mesmo foi feito para o mercrio para observar como se comporta a propriedade de

    coeso. Uma pequena quantidade de gua foi colocada sobre uma superfcie de um

    vidro para ser analisado. E em outro recipiente de vidro fez-se o mesmo com o mercrio

    e analisou-se.

    Depois de analisadas as propriedade de adeso e coeso, analisou-se ento a

    capilaridade da gua e do mercrio, pegou-se um tubo de caneta vazio e mergulhou-se

    na proveta contento gua e depois fez-se o mesmo com a proveta que continha mercrio

    e observou-se o fenmeno da capilaridade em ambas.

    A massa especfica ( ) est diretamente relacionada com a capilaridade, para se medir a

    massa especifica pode-se fazer o seguinte procedimento, pesou-se certa quantidade dos

    fluidos (gua e mercrio). Em um bquer de 200mL adicionou-se aproximadamente

    100mL de H20 e pesou-se em uma balana de preciso e anotou-se o valor. Em seguida,

    fazendo-se o mesmo procedimento, mais com apenas 50 ml de gua utilizando uma

    proveta de 50 ml, pesou-se com a balana e anotou-se o resultado.

  • 6

    A equao (1) indica a frmula para o clculo para a obteno da massa

    especfica, em que m equivale a massa da substncia e V o volume.

    (1)

    O mesmo procedimento foi feito para o mercrio, em um bquer 200mL adicionou-se

    aproximadamente 100mL de Hg e pesou-se em uma balana de preciso e anotou-se o

    resultado, com auxilio da equao (1) foi possvel determinar a massa especifica do

    mercrio.

    2.2 APLICAES MANMETRO EM U

    Determinou-se o nvel de agua na caixa dagua que se encontrava cerca de 4m acima do

    piso (figura 1), com auxilio do manmetro em U e rgua, pode-se obter os dados

    necessrios, fazendo-se uso da equao 2 (equilbrio das presses).

    P1 = P2 (2)

    Figura 1. Ilustrao da caixa dagua e manmetro.

    Fonte: adaptado autor

    Antes de comear a utilizar o manmetro, importante abrir a vlvula de escape para

    remover todo o ar contido na tubulao, no fazendo isso pode acontecer erros de

    medies. Identificou-se no manmetro onde as presses eram iguais, com o auxilio de

  • 7

    uma rgua mediu-se a altura deslocada do mercrio h1 e da gua h2. Com a rgua,

    mediu-se tambm a altura do nvel do mercrio at o cho chamou-se de hpiso.

    Por fim, determinou-se a presso em duas torneiras (dentro e fora do laboratrio) com

    auxilio do manmetro, rgua e mangueira de nvel. Alinhou-se a mangueira de nvel em

    um ponto coincidente da torneira e manmetro, mediu-se a altura acima do ponto de

    equilbrio das presses (Figura 2). Lembrando que a mangueira de nvel bastante

    utilizada na construo civil para realizar a operao de nivelamento.

    Figura 2. Ilustrao nivelamento da torneira com o manmetro.

    Fonte: adaptado autor

    O mesmo foi feito para saber a presso de uma torneira fora do laboratrio, alinhou-se a

    mangueira de nvel em um ponto coincidente da torneira e calada do laboratrio,

    mediu-se a a altura do nivelamento at o piso do laboratrio (Figura 3).

    Figura 3. Ilustrao nivelamento da torneira (fora do laboratrio) com o piso do

    laboratrio.

    Fonte: adaptado autor

  • 8

    3. RESULTADOS

    3.1 PROPRIEDADES FSICAS DOS FLUIDOS

    Inicialmente verificou-se o peso da gua contida em uma garrafa cheia e de

    aproximadamente 3 cm (dois dedos) de mercrio em uma garrafa, notou-se rapidamente

    a diferena de peso entre as duas, percebeu-se que o peso do mercrio mesmo com a

    quantidade mnima contida na garrafa muito superior ao da garrafa cheia de gua, isso

    porque a massa especifica do mercrio muito maior do que o da gua, sendo Hg =

    13,6 g/cm e H2O = 1 g/cm, ou seja, a massa especifica do mercrio 13,6 vezes maior

    do que a massa especifica da gua.

    Ao colocar uma pequena quantidade de gua em contato com a superfcie de vidro,

    observou-se que ocorreu um espalhamento da gua, onde a gua aderiu ao recipiente de

    vidro rapidamente, nessa situao, as foras de aderncia superam as foras de coeso e,

    assim, a gua molha o vidro (Figura 4). Fez-se o mesmo procedimento com o mercrio,

    mais no mercrio, ocorre o contrrio, ou seja, as foras de coeso entre as molculas do

    lquido superam as foras de aderncia e, consequentemente, o mercrio no

    adere/molha o vidro (Figura 4).

    Figura 4. Propriedades de adeso e coeso dos fluidos em questo (gua e mercrio)

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