Pressão Atmosférica: Experiência de Torricellí, Pressão Absoluta ou Total e Princípio de Arquimedes
Qual é o valor da pressão atmosférica ao nível do mar? Como saber a pressão que o líquido exerce sobre determinado ponto? Se eu mergulhar um objeto num líquido, ele vai afundar ou flutuar?
A Hidrostática, parte da Física que estuda os líquidos em equilíbrio, responde a perguntas como essas com a Experiência de Torricelli, Pressão Absoluta ou Total e o Princípio de Arquimedes. Continue lendo!
Experiência de Torricelli
Em 1644, Torricelli preencheu uma coluna de 1 m com mercúrio, e mergulhou sua boca num vaso também cheio de mercúrio. Quando destampou a entrada da coluna, verificou que o líquido desceu até atingir a marca de 76 cm, e parou, ficando em equilíbrio. Como estava ao nível do mar, ele concluiu que é este o valor da pressão atmosférica.
Assim, atm = 76 mmHg, que é o princípio do barômetro, inventado por Torricelli.
Lembrar: quanto maior a altura, menor a pressão atmosférica, porque o volume de atmosfera acima do objeto ou ponto considerado diminui. Assim, a uma altura de 200 m, com a pressão atmosférica a 742 mmHg, a coluna de mercúrio se equilibraria em 64,2 mmHg.
Curiosidades:
-A densidade do mercúrio é de 13,6 g/cm³, portanto é maior que a da água, que é de 1 g/cm³. Se este experimento fosse feito com água em vez de mercúrio, seria pouco prático, porque ela exigiria um tubo de 10 m, por ter a densidade tão baixa.
-Entre outras situações, esta experiência explica por que, no uso de uma bomba aspirante para retirar água de um poço, prática muito comum no século XVII, esta só se enche até 10,3 m: o vácuo dentro dela impede que a água suba mais do que isso.
Pressão Absoluta ou Total
Se, na experiência de Torricelli, você considerar um ponto A dentro da coluna de mercúrio e um ponto B fora, exposto apenas à pressão atmosférica, ambos na mesma altura, na superfície do mercúrio, eles estarão expostos a exatamente a mesma pressão de 76 mmHg. Porém, A estará sob a pressão apenas do mercúrio, e B apenas sob a pressão atmosférica.
Se você quiser saber a pressão exercida num ponto abaixo de B, não pode esquecer de considerar a pressão atmosférica (Patm) e a pressão do líquido, que é a pressão absoluta ou total (Pabs).
No entanto, se quiser apenas a pressão hidrostática ou efetiva (Pe), ou seja, exercida apenas pelo líquido sobre o ponto, subtraia a pressão atmosférica. A fórmula fica assim:
Pe = Pabs – Patm
Nos casos em que a pressão hidrostática é a já começa sendo considerada, sem menção à atmosférica, temos:
Pe = Pabs.
Princípio de Arquimedes
Arquimedes descobriu que, ao mergulharmos um objeto num líquido, ele se torna mais leve, por causa de uma força que age contrariamente à da gravidade, ou seja, que o empurra para cima. Esta força é chamada empuxo.
-Se a densidade do líquido for maior que a do objeto, este vai flutuar;
-Se a densidade do líquido for igual à do objeto, ele vai permanecer na superfície;
-Se a densidade do líquido for menor que a do objeto, ele vai afundar.
Além disso, Arquimedes descobriu que é possível calcular o volume do objeto mergulhado com base na quantidade de líquido deslocado por ele:
Massa do fluido = Mf
Fluido deslocado = fd
Volume do fluido = vf
Mf = fd . vf
Se o módulo do empuxo é igual ao módulo do peso, e peso é P = m . g, temos que o empuxo:
E = fd . vf . g.
