HIDROSTÁTICARevisão

Prof. VictorFísica | 2ª Série | Ensino Médio

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 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)

FLUIDO(REAL) E FLUIDO IDEALFluido Real: Possui Viscosidade;

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.

Fluido Ideal: Não possui 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;

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.

CAPILARIDADEÉ a subida ou a descida de um líquido através de um tubo fino chamado de capilar. Esse fenômeno é resultado da interação (Forças de coesão) 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

DENSIDADE OU MASSA ESPECÍFICA

Propriedade específica da matéria que serve para identificar uma substância.

Densidade: Termo usado para corpos.

Massa específica: Termo usado para substâncias.

Razão entre a massa e volume de um corpo ou substância.

Unidade padrão (SI): Kg/m³ Usual: g/cm³

Conversões de unidades:

g/cm³ para kg/m³ (x1000 ou x 10³)

Kg/m³ para g/cm³ (:1000 ou x 10-³)

DENSIDADE OU MASSA ESPECÍFICAm³ para L (x1000) L para cm³ (x1000)

L para m³ (:1000) cm³ para L (:1000)

Para saber a densidade de uma mistura:

Se você tiver uma mistura de duas substâncias P e Q, a densidade da mistura será 

dm=(mP + mQ)/(VP + VQ).

DENSIDADE OU MASSA ESPECÍFICA+ DICAS:

Quando o volume do recipiente não for dado não for dado no problema, ele deverá dar informações sobre a área da base do recipiente e sua altura. Nesse caso usamos: V = Ab x h

Quando falar em relação(razão) entre densidades, devemos dividir o primeiro valor que aparece pelo segundo que for dado na questão;

Significado Físico da densidade:

Exemplo: O que pesa mais: 1 kg de chumbo ou 1kg de alumínio? Dados:

dPB= 11,3 g/cm³ e dAL= 2,7 g/cm³

PRESSÃORazão entre a força perpendicular aplicada em uma superfície pela área de contato com ela.

Unidade de medida (SI): N/m² ou Pa.

p e A são inversamente proporcionais, ou seja, para uma mesma força aplicada temos:

A p e A p

Conversões úteis: atm para Pa (x 105)

Pa para atm (x10-5)

PRESSÃOCaso particular:

Quando o apenas o Peso do corpo estiver pressionando a superfície usamos a equação:

p = P/A ou p = m.g/A

Quando além do peso do corpo atuar uma força que forme ângulo qualquer com a superfície, usamos:

PRESSÃO HIDROSTÁTICAPressão devido a coluna de líquido.

Ph = h = dgh

Diretamente proporcional a coluna de líquido;

Depende apenas da profundidade h;

Independe da forma, volume, inclinação ou diâmetro do recipiente;

É a mesma situada para pontos situados num mesmo nível;

Pressão total:

pt = patm + dgh (Basta somar a pressão atmosférica à pressão hidrostática)

GRÁFICO DA PRESSÃO TOTAL

LEI DE STEVINMede a diferença de pressão entre dois pontos de um mesmo líquido.

p = pB - pA = d.g.h

DICAS IMPORTANTES:

Lembrar que:A cada 10m de profundidade, a pressão hidrostática aumenta de 105 Pa ou 1atm.

A EXPERIÊNCIA DE TORRICELLI

PRESSÃO ATMOSFÉRICALembretes:A pressão atmosférica depende:

Da altitude: Maior altitude – >Ar rarefeito –> Menor patm.

Menor altitude -> Mais ar -> Maior patm.

Temperatura do ar:

Maior temperatura -> Menor densidade do ar -> Menor patm.

Menor temperatura -> Maior densidade do ar -> Maior patm.

Umidade do ar:

Maior umidade do ar -> Mais vapor d’água ( Menos denso) -> Menor patm.

Menor umidade do ar -> Menos vapor d’água-> Maior patm.

VAZÃO NA GARRAFA. Na figura abaixo, uma garrafa está

totalmente fechada e a outra aberta, cada uma com um orifício a uma altura h da superfície líquida. Na garrafa fechada o líquido não vazará, pois a pressão externa (Patm) é maior que a pressão interna, que é devido apenas à coluna líquida (Pint=dlíquido.g.h). Na garrafa aberta o líquido vazará, pois a pressão interna (Pint=Patm + Plíquido=Patm + dlíquido.g.h) é maior que a externa (Patm).