Professora: Érica Cristine (erica@ccta.ufcg.edu.br )

Curso: Engenharia Ambiental e de Alimentos

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDECentro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar

Unidade Acadêmica de Ciências e Tecnologia Ambiental

Fenômenos de Transporte I Aula teórica 06

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Começa hoje!!!

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UNIDADE 2 – ESTÁTICA DOS FLUIDOS (FLUIDOS EM

REPOUSO)

HIDROSTÁTICAEstudo dos fluidos em repouso, a partir dos

seus princípios podemos:Calcular forças sobre objetos submersosDesenvolver instrumentos para medir pressõesDeduzir propriedades da atmosfera e dos

oceanosDeterminar forças desenvolvidas por sistemas

hidráulicos em aplicações como prensas industrais ou freios de automóveis

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HIDROSTÁTICAApesar de ser uma disciplina muito antiga, ainda há

novidades e novas aplicações sendo desenvolvidas nesta área. Como a roda de Falkirk, na Escócia, dispositivo usado para mover um barco de um nível de água para outro.

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Vamos ver isso quando

estivermos estudando o

PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

Princípio de Pascal“A pressão em torno de um ponto fluido contínuo,

incompressível e em repouso é igual em todas as direções, e ao aplicar-se uma pressão em um de seus pontos, esta será transmitida integralmente a todos os demais pontos”

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Enunciada em 1620 por Blase Pascal

Princípio de Pascal“A pressão em torno de um ponto fluido

contínuo, incompressível e em repouso é igual em todas as direções, e ao aplicar-se uma pressão em um de seus pontos, esta será transmitida integralmente a todos os demais pontos.”

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Vasos comunicantes. Colunas de um mesmo fluido e com a mesma altura possuem a mesma pressão.

Princípio de Pascal“A pressão em torno de um ponto fluido contínuo,

incompressível e em repouso é igual em todas as direções, e ao aplicar-se uma pressão em um de seus pontos, esta será transmitida integralmente a todos os demais pontos.”

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Um acréscimo de pressão é sentido em todas as paredes do reservatório da mesma forma.

Princípio de PascalApesar de ter sido enunciada em 1620, foi neste

século que ela passou a ser usada industrialmente, principalmente em sistemas hidráulicos

Os fluidos hidráulicos são praticamente incompressíveis, e possuem uma grande vantagem na transmissão da força, como demonstra a lei de Pascal

8SÓLIDO FLUIDO

Princípio de Pascal

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Princípio de Pascal

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Como funciona o sistema de

freios do automóvel?

Quando o motorista pisa no pedal do freio, provoca uma pressão que atua sobre umcompartimento com óleo. A pressão se

transmite por todo o óleo, inclusive dentro de um sistema de

tubos que vai agir sobre as rodas do carro, travando-as. Faltando óleo no sistema de

freios, o carronão pára, por isso, é importante a verificação do nível de óleo dos

automóveis.

Princípio de Pascal

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Como funciona o macaco

hidráulico?

A força aplicada em A1 é transmitida ao longo do fluido até atingir A2. Mas, como A2 é muito maior do que A1, para que a pressão se mantenha

constante na mesma horizontal, é aplicada uma força em A2 muito maior do que a força aplicada em A1, capaz de elevar o automóvel

Lei de Stevin“A pressão num líquido em repouso aumenta

proporcionalmente à profundidade, sendo a constante de proporcionalidade igual ao peso específico do fluido”

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Lei de Stevin

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OU SEJA

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Princípio de Pascal A pressão é sempre a mesma em qualquer ponto de um mesmo líquido na

direção x

Lei de Stevin A pressão em um líquido aumenta

proporcionalmente com a

profundidade na direção y

Pressão absoluta e pressão relativaA pressão é uma grandeza escalar que pode ser

medida em relação a qualquer referência arbitrária

Duas referências são adotadas na medida de pressões:

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O vácuo absoluto (zero)

A pressão atmosférica

local

\

\\\\\\\\\\\\\

Pressão absoluta

Pressão relativa (efetiva)

Pressão absoluta e pressão relativa

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pabs = patm+prel

Pressão absoluta e pressão relativa

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Pressão atmosférica normal

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Pressão média ao nível do mar (absoluta)

Patm = 1 atm 760 mmHg 10,34 m.c.a 33,91 ft. H20 29,92 inHg 2116 lb/ft² 14,7 psi

Pressão atmosférica

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Apesar de ser válida apenas para fluidos incompressíveis e de o ar atmosférico ser considerado compressível, na porção mais inferior da atmosfera, a troposfera, a lei de Stevin pode ser utilizada para estimativa da pressão atmosférica em diferentes altitudes.

Ex.: estimar a pressão atmosférica à altitude de 3.000 m.

Solução:Sabemos que a pressão atmosférica normal do ar vale 101.325 N/m² e seu peso específico é dado por 11,77 N.m³

Logo: p = patm – γ.h = 101325 – (11,73 x 3000) = 66.015 N/m²

Pressão atmosférica

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O instrumento utilizado para medir a pressão atmosférica é o barômetro de mercúrio, inventado por Evangelista Torricelli em 1643

Se estiver no nível do mar hHG= 760 mmHg

Em São Paulo, por exemplo, com uma altitude de 820 m, a coluna mede 690 mmHG

Pressão atmosférica

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Altitude (m)

Pressão atmosférica (mmHg)

Altitude (m)

Pressão (mmHg)

0 760 1200 658200 742 1400 642400 724 1600 627600 707 1800 612800 690 2000 5981000 674 3000 527

Outras curiosidades sobre pressão:

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Quando você toma um refrigerante em um copo com um canudo, porque o líquido sobe pelo canudo?

Quando se puxa com a boca o ar de um canudinho, a pressão diminui no interior do

canudo, pois oar que permanece se espalha e isso faz

com que a pressão dentro do canudo fique menor. Então

como a pressão atmosférica no líquido não se modificou, ela empurra o líquido para

dentro do canudo.

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Então, o que acontece se usarmos dois canudos, um dentro e um fora do líquido?

Se a extremidadede um dos canudos está fora do líquido,

a pressão nesta região é a daatmosfera; a tentativa de diminuir a

pressão no interior do canudo imersono líquido tem como único resultadofazer com que o ar entre pelo outro

canudo, mantendo a pressão inalterada.Se não há diferença de pressão

entre a parte externa do líquido e ointerior da boca, então este não sobe!.

Outras curiosidades sobre pressão:

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Outras curiosidades sobre pressão:Se você encher um copo de água e colocar um papel tampando sua boca e emborcar o copo de cabeça para baixo, o papel não cairá, segurando a coluna de água dentro do copo. Isso acontece porque a pressão atmosférica é maior que a pressão da coluna de água, fazendo com que surja uma força vertical para cima que sustenta o papel. 

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Por que motivo é melhor fazermos dois furos nas latas de óleo ou de azeite ?

Porque o ar entra por um dos furos e pressiona o líquido para que saia através

do outro furo. Se você fizer um furo apenas, acontecerá a mesma coisa que

aconteceu com o copo de água na experiência anterior. A pressão atmosférica sendo maior que a coluna de azeite dentro

da lata, não deixará o azeite escoar.

Outras curiosidades sobre pressão:

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Outras curiosidades sobre pressão:Você sabe como é aplicada a anestesia peridural? 

A anestesia peridural consiste em injetar líquido anestésico numa região próxima à medula espinhal do paciente. Nesta região a pressão é menor que a pressão atmosférica. Para procurar a

região exata, o anestesista introduz uma agulha com uma seringa, sem anestésico e com o êmbolo na posição “A” da figura,

até que o êmbolo seja sugado espontaneamente. Isto acontece porque a agulha, ao encontrar uma região de menor pressão, a

pressão no interior da seringa irá diminuir. Sendo assim, a pressão atmosférica  irá empurrar o êmbolo

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Outras curiosidades sobre pressão:Como é possível que o nosso corpo não seja amassado pela pressão atmosférica, já que ela é tão grande ? 

Porque o ar penetra no pulmão e faz pressão de dentro para fora igual à

pressão de fora para dentro.

A roupa do astronauta é capaz de criar uma pressão interna artificial, impedindo que o corpo do astronauta se despedace

atraído pelo vácuo do espaço.