Conexões
C
D
Sistema de vasos comunicantes. As letras A, B, C e D indicam pontos do líquido submetidos à mesma pressão. Paradoxo: aparente falta de lógica; contradição; raciocínio aparentemente bem fundamentado e coerente, mas que esconde contradições.
P: pressão em um certo ponto do líquido Patm: pressão atmosférica d: densidade g: aceleração da gravidade h: profundidade do ponto de pressão P
Ou seja: “A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio é dada pelo produto resultante da densidade do fluido multiplicado pela aceleração da gravidade local e pela diferença entre as profundidades desses dois pontos” (veja o esquema ao lado). É importante frisar que a pressão em qualquer ponto da horizontal de um líquido, em equilíbrio estático, é a mesma, independentemente da forma do recipiente que o contém; isso está de acordo com o que se observa com um líquido contido em vasos comunicantes, conforme ilustrado anteriormente: PA = PB = PC = PD. Pode-se concluir, então, que a pressão exercida por uma camada de líquido depende da profundidade, da densidade do líquido e da gravidade local. Outro princípio fundamental no estudo da hidrostática é o de Pascal. Pense no seguinte: quando uma pessoa empurra o êmbolo de uma seringa na qual há um líquido, exerce uma pressão sobre a superfície desse fluido. Essa pressão é transmitida a todos os pontos do líquido e às paredes da parte da seringa que o contém. Essa é a essência do princípio de Pascal. Esse princípio estabelece que a alteração de pressão produzida em um fluido em equilíbrio estático (repouso) transmitese integralmente a todos os pontos do líquido e às paredes do recipiente que o contém. Uma conhecida aplicação desse princípio é o uso em prensas hidráulicas para elevar veículos.
B
AMJ STUDIO/ARQUIVO DA EDITORA
P 5 Patm 1 dgh
A
béquer
hA hB
A Δh B
PA – PB = Δp = dgΔh d: densidade do líquido g: aceleração da gravidade Δh: diferença de profundidade
PAULA RADI/ARQUIVO DA EDITORA
DIVULGAÇÃO PNLD
No estudo dos gases, vamos utilizar as bases da Hidrostática, que foram estabelecidas nos séculos XVI e XVII, época em que muitas dúvidas que intrigavam os filósofos e estudiosos da Física foram esclarecidas. Uma dessas bases é o Princípio de Stevin, estabelecido por Simon Stevin (1548-1620). Com base nesse princípio foi possível compreender o “paradoxo hidrostático”, que pode ser percebido observando-se a ilustração ao lado. Em um sistema de vasos comunicantes (ou seja, vasos interligados por um canal ou tubo), o líquido contido permanece no mesmo nível, desde que os vasos estejam abertos à atmosfera, independentemente da forma de cada um deles. Ou seja, pontos de uma mesma horizontal de um líquido em repouso estão todos à mesma pressão. Essa explicação baseia-se no Princípio de Stevin, segundo o qual a pressão em um ponto de um líquido em repouso, com sua superfície livre em contato com a atmosfera, é dada por:
AMJ STUDIO/ARQUIVO DA EDITORA
Química e Física: Stevin e Pascal
F&1 B A
F&2
A variação de pressão ocasionada pela força exercida sobre o pistão de secção menor (à esquerda) em A é a mesma em todos os pontos do líquido no interior do equipamento e, portanto, no ponto B. Essa pressão transmitida ao pistão de maior secção, indicado à direita, ocasiona uma força de baixo para cima (F2) bem maior que F1. F2 realiza o trabalho de levantar o veículo.
Capítulo 12 Gases: importância e propriedades gerais
EME18_VIVA_QUI1_U4C12_250A288.indd 259
259
20/05/16 18:04