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Termodinâmica - Leis - Ciclos - Simuladores

Simulador de variação de Pressão pela variação do volume

Variação da pressão pela variação do volumeSimulador de variação de pressão

por definção 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.

Simulador de variação de Pressão pela variação do volume

arraste e solte o êmbolo

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

Quando você realiza um trabalho no êmbolo do cilindro ao lado, 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.

Tebela de relação entre unidades de pressão

 pascalbaratmosfera técnica atmosferatorricellilibra por polegada quadrada
 Pa bar at atm torr psi
1Pa1N/m210-51,0197×10-59,8692×10-67,5006×10-3145,04×10-6
1bar100.000106dyn/cm21,01970,98692750,0614,5037744
1at98.066,50,9806651kgf/cm20,96784735,5614,223
1atm101.3251,013251,03321atm76014,696
1torr133,3221,3332×10-31,3595×10-31,3158×10-31mmHg19,337×10-3
1psi6.894,7668,948×10-370,307×10-368,046×10-351,7151lbf/in2
1kPa 1030,010,01020,00997,50060,145
1MPa 1061010,19729,86927500,638145,0377
1mH2O 9806,38280,09810,10,096873,55411,4223
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