Simulador de variação de Pressão pela variação do volume
Fato
no sistema acima:
quando o êmbolo está no seu ponto superior a pressão dentro do cilindro é a mesma que a pressão de fora;
o peso do êmbolo é desconsiderado;
não há atrito entre o êmbolo e as paredes do cilindro;
a compressão é isotérmica (à temperatura constante);
não há troca líquida de energia térmica com o meio.
Terminologia (vocabulário):
êmbolo ou pistão: disco ou cilindro que se move longitudinalmente (sentido do comprimento) no interior de um cilindro
perpendicular: duas entidades geométricas (vetor e plano) cuja interseção forma um 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, que permanece a mesma, 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 gazes 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 freqüência).
Por definição:
pressão é uma força perpendicular exercida numa unidade de área.
p=F/A
Como 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 êmbulo 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.
| pascal | bar | atmosfera técnica | atmosfera | torricelli | libra por polegada quadrada | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pa | bar | at | atm | torr | psi | |
| 1Pa | 1N/m2 | 10-5 | 1,0197×10-5 | 9,8692×10-6 | 7,5006×10-3 | 145,04×10-6 |
| 1bar | 100.000 | 106dyn/cm2 | 1,0197 | 0,98692 | 750,06 | 14,5037744 |
| 1at | 98.066,5 | 0,980665 | 1kgf/cm2 | 0,96784 | 735,56 | 14,223 |
| 1atm | 101.325 | 1,01325 | 1,0332 | 1atm | 760 | 14,696 |
| 1torr | 133,322 | 1,3332×10-3 | 1,3595×10-3 | 1,3158×10-3 | 1mmHg | 19,337×10-3 |
| 1psi | 6.894,76 | 68,948×10-3 | 70,307×10-3 | 68,046×10-3 | 51,715 | 1lbf/in2 |
| 1kPa | 103 | 0,01 | 0,0102 | 0,0099 | 7,5006 | 0,145 |
| 1MPa | 106 | 10 | 10,1972 | 9,8692 | 7500,638 | 145,0377 |
| 1mH2O | 9806,3828 | 0,0981 | 0,1 | 0,0968 | 73,5541 | 1,4223 |
Simulador de Transformações Termodinâmicas by http://www.stefanelli.eng.br/webpage/simtermo/p_sim_tp.html
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