HIDROSTÁTICA
Revisão
Prof. Victor
Física | 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 Real
Fluido Ideal
(Parte da energia potencial gravitacional
é perdida devido ao atrito entre as
camadas do fluido, transformado
integralmente em calor)
(Toda energia potencial gravitacional
se transforma em energia cinética)
FLUIDO(REAL) E FLUIDO IDEAL
Fluido 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.
VISCOSIDADE
Quanto 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.
CAPILARIDADE
É 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.
CAPILARIDADE
Como 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. d =
m
V
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 ESPECÍFICA
m³ 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
PRESSÃO
Razão entre a força perpendicular aplicada em uma superfície pela área
de contato com ela.
p=
F
A
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
Conversões úteis: atm para Pa (x 105)
Pa para atm (x10-5)
p
PRESSÃO
Caso 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:
p=
F.senβ
A
PRESSÃO HIDROSTÁTICA
Pressão 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 STEVIN
Mede 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 ATMOSFÉRICA
Lembretes:
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).