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Simulador de variação de Pressão pela variação do volume

Simulador de variação de Pressão pela variação do volume

por definição, pressão é uma força perpendicular exercida numa unidade de área, uma das formas de alterar a pressão é pela variação da força, interaja com o simulador de variação de pressão pela variação do volume para visualizar esta mecânica.

Quando você realiza um trabalho no êmbolo do cilindro do simulador, reduzindo o volume da câmara abaixo dele, a massa de gás confinada em seu interior permanece a mesma e passa a ocupar um volume menor o que proporciona o aumento da pressão (arraste e solte o êmbolo do cilindro ao lado e observe que as partículas comprimidas na parte de baixo colidem por mais vezes com o êmbolo quando comparadas com as da parte de cima).

A ação de deslocar o êmbolo para baixo aumenta o volume da câmara acima dele, ocorre que ela está aberta e os gases dos arredores (atmosfera) vêm ocupar o espaço que se formou, mantendo a pressão constante (arraste e solte o êmbolo do cilindro ao lado e observe que as partículas da parte de cima continuam colidindo com a mesma frequência).

Por definição:

pressão é uma força perpendicular exercida numa unidade de área.
p=F/A

A área do êmbolo permanece constante (o diâmetro não varia) o aumento da pressão no lado de baixo produz o aumento da força ascendente (arraste e solte o êmbolo do cilindro ao lado e veja o vetor). A força descendente permanece constante.

Por definição:

força é o produto entre massa e aceleração.
F = m.a

Parte da força maior, a do lado de baixo, é neutralizada ao anular a força menor. A força resultante produz a aceleração que eleva o êmbolo.
Pelo princípio da inércia o êmbolo continuaria para sempre se nenhuma força o detivesse.

Ocorre que quando o êmbolo atravessa sua posição inicial a massa de gás no interior do cilindro passa a dispor de um volume maior que o inicial produzindo um vácuo parcial e, como resultado, a pressão, e a força, do lado de cima do êmbolo fica maior que a de baixo e o empurra novamente para baixo, para sua posição inicial. De volta à condição de equilíbrio de forças.

arraste e solte o êmbolono

no sistema acima

  • quando o êmbolo está parado no seu ponto superior a pressão dentro do cilindro é a mesma que a pressão fora dele;
  • o peso do êmbolo é desconsiderado;
  • não há atrito entre o êmbolo e as paredes do cilindro;
  • a compressão é isotérmica (temperatura constante) isto significa que a energia cinética do êmbolo não é ‘transferida’ convertida em energia térmica;
  • não há troca líquida de energia térmica com o meio.

Terminologia (vocabulário):

  • êmbolo ou pistão: disco ou cilindro que se move longitudinalmente (comprimento) no interior de um cilindro
  • perpendicular: duas entidades geométricas (vetor e plano) cuja interseção forma quatro ângulo congruentes, ângulo reto (90°)
  • produto: resultado de uma multiplicação
  • vetor ou vector: é o conjunto:
    1. ponto de aplicação,
    2. intensidade (ou módulo),
    3. direção e
    4. sentido.

    • Ele é representado por um sinal em forma de seta

Tebela de relação entre unidades de pressão

pascal bar atmosfera técnica atmosfera torricelli libra por polegada quadrada
Pa bar at atm torr psi
1 Pa 1 N/m2 10-5 1,0197×10-5 9,8692×10-6 7,5006×10-3 145,04×10-6
1 bar 100.000 10dyn/cm2 1,0197 0,98692 750,06 14,5037744
1 at 98.066,5 0,980665 1 kgf/cm2 0,96784 735,56 14,223
1 atm 101.325 1,01325 1,0332 1 atm 760 14,696
1 torr 133,322 1,3332×10-3 1,3595×10-3 1,3158×10-3 1 mmHg 19,337×10-3
1 psi 6.894,76 68,948×10-3 70,307×10-3 68,046×10-3 51,715 1 lbf/in2
1 kPa 103 0,01 0,0102 0,0099 7,5006 0,145
1 MPa 106 10 10,1972 9,8692 7500,638 145,0377
1 mH2O 9806,3828 0,0981 0,1 0,0968 73,5541 1,4223
Eduardo Stefanelli

Engenheiro por profissão, professor por vocação