Fenômenos de Transporte I Aula teórica 06

Apresentação em tema: "Fenômenos de Transporte I Aula teórica 06"— Transcrição da apresentação:

1 Fenômenos de Transporte I Aula teórica 06
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar Unidade Acadêmica de Ciências e Tecnologia Ambiental Fenômenos de Transporte I Aula teórica 06 Professora: Érica Cristine ) Curso: Engenharia Ambiental e de Alimentos

2 UNIDADE 2 – ESTÁTICA DOS FLUIDOS (FLUIDOS EM REPOUSO)
Começa hoje!!! UNIDADE 2 – ESTÁTICA DOS FLUIDOS (FLUIDOS EM REPOUSO)

3 HIDROSTÁTICA Estudo dos fluidos em repouso, a partir dos seus princípios podemos: Calcular forças sobre objetos submersos Desenvolver instrumentos para medir pressões Deduzir propriedades da atmosfera e dos oceanos Determinar forças desenvolvidas por sistemas hidráulicos em aplicações como prensas industrais ou freios de automóveis

4 Vamos ver isso quando estivermos estudando o PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
HIDROSTÁTICA Apesar 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. Vamos ver isso quando estivermos estudando o PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

5 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” Enunciada em 1620 por Blase Pascal

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

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

8 Princípio de Pascal Apesar 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 SÓLIDO FLUIDO

9 Princípio de Pascal

10 Como funciona o sistema de freios do automóvel?
Princípio de Pascal Como funciona o sistema de freios do automóvel? Quando o motorista pisa no pedal do freio, provoca uma pressão que atua sobre um compartimento 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 carro não pára, por isso, é importante a verificação do nível de óleo dos automóveis.

11 Como funciona o macaco hidráulico?
Princípio de Pascal 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

12 Lei de Stevin “A pressão num líquido em repouso aumenta proporcionalmente à profundidade, sendo a constante de proporcionalidade igual ao peso específico do fluido”

13 Lei de Stevin

14 OU SEJA 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

15 Pressão absoluta e pressão relativa
A pressão é uma grandeza escalar que pode ser medida em relação a qualquer referência arbitrária Duas referências são adotadas na medida de pressões: O vácuo absoluto (zero) A pressão atmosférica local \ \\\\\\\\\\\\\ Pressão absoluta Pressão relativa (efetiva)

16 Pressão absoluta e pressão relativa
pabs = patm+prel

17 Pressão absoluta e pressão relativa

18 Pressão atmosférica normal
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

19 Pressão atmosférica 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 m. Solução: Sabemos que a pressão atmosférica normal do ar vale N/m² e seu peso específico é dado por 11,77 N.m³ Logo: p = patm – γ.h = – (11,73 x 3000) = N/m²

20 Pressão atmosférica 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

21 Pressão atmosférica Altitude (m) Pressão atmosférica (mmHg)
Pressão (mmHg) 760 1200 658 200 742 1400 642 400 724 1600 627 600 707 1800 612 800 690 2000 598 1000 674 3000 527

22 Outras curiosidades sobre pressão:
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 o ar 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.

23 Outras curiosidades sobre pressão:
Então, o que acontece se usarmos dois canudos, um dentro e um fora do líquido? Se a extremidade de um dos canudos está fora do líquido, a pressão nesta região é a da atmosfera; a tentativa de diminuir a pressão no interior do canudo imerso no líquido tem como único resultado fazer 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 o interior da boca, então este não sobe!.

24 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.

25 Outras curiosidades sobre pressão:
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.

26 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

27 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.