Mecânica IV · Episódio 10

A água que ferve a setenta e um graus

Vasos comunicantes, manômetro e a coluna d'água

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 101 / 17

O caso

Panela no topo da montanha e chuveiro sob a caixa do prédio

Everest, 8 848 m: ar a cerca de 34 kPa, um terço do mar
água borbulhando a só 71 °C · feijão não amolece
prédio: caixa 10 m acima do chuveiro do térreo → mais 1 atm
último andar, 3 m abaixo da caixa → só 0,3 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 102 / 17

O caso

Everest, 8 848 m: ar a cerca de 34 kPa, um terço do mar
água borbulhando a só 71 °C · feijão não amolece
prédio: caixa 10 m acima do chuveiro do térreo → mais 1 atm
último andar, 3 m abaixo da caixa → só 0,3 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 102 / 17

O caso

Everest, 8 848 m: ar a cerca de 34 kPa, um terço do mar
água borbulhando a só 71 °C · feijão não amolece
prédio: caixa 10 m acima do chuveiro do térreo → mais 1 atm
último andar, 3 m abaixo da caixa → só 0,3 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 102 / 17

O caso

Everest, 8 848 m: ar a cerca de 34 kPa, um terço do mar
água borbulhando a só 71 °C · feijão não amolece
prédio: caixa 10 m acima do chuveiro do térreo → mais 1 atm
último andar, 3 m abaixo da caixa → só 0,3 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 102 / 17

Pergunta do episódio

Por que só a altura da coluna decide a pressão — no chuveiro e na panela?

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 103 / 17

Conceito 1 — A coluna do prédio

Caixa no telhado, dois chuveiros em alturas diferentes

: desnível vertical
água: 1 m ↔ · 10 m ↔ 1 atm
volume da caixa e bitola do cano: fora da conta

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 104 / 17

Conceito 1 — A coluna do prédio

: desnível vertical
água: 1 m ↔ · 10 m ↔ 1 atm
volume da caixa e bitola do cano: fora da conta

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 104 / 17

Conceito 1 — A coluna do prédio

: desnível vertical
água: 1 m ↔ · 10 m ↔ 1 atm
volume da caixa e bitola do cano: fora da conta

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 104 / 17

Exemplo resolvido — chuveiro do térreo

Caixa com a superfície 10 m acima do chuveiro (água, )

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

uma atmosfera extra

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 105 / 17

Exemplo resolvido — chuveiro do térreo

Caixa com a superfície 10 m acima do chuveiro (água, )

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

uma atmosfera extra

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 105 / 17

Exemplo resolvido — chuveiro do térreo

Caixa com a superfície 10 m acima do chuveiro (água, )

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

uma atmosfera extra

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 105 / 17

Conceito 2 — Vasos comunicantes

Ramos de formatos variados, água no mesmo nível

um líquido, em repouso, aberto: nível único
largura e formato dos ramos: irrelevantes
dois líquidos, a contar da interface:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 106 / 17

Conceito 2 — Vasos comunicantes

um líquido, em repouso, aberto: nível único
largura e formato dos ramos: irrelevantes
dois líquidos, a contar da interface:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 106 / 17

Conceito 2 — Vasos comunicantes

um líquido, em repouso, aberto: nível único
largura e formato dos ramos: irrelevantes
dois líquidos, a contar da interface:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 106 / 17

Exemplo resolvido — óleo e água no U

Cotas de 10 cm e 9 cm a partir da interface

10 cm de óleo () acima da interface; quanto de água do outro lado?

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

900 Pa em cada lado

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 107 / 17

Exemplo resolvido — óleo e água no U

10 cm de óleo () acima da interface; quanto de água do outro lado?

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

900 Pa em cada lado

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 107 / 17

Exemplo resolvido — óleo e água no U

10 cm de óleo () acima da interface; quanto de água do outro lado?

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

900 Pa em cada lado

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 107 / 17

Conceito 3 — Paradoxo hidrostático

Tubo fino e tanque largo, mesma altura, mesma pressão

10 m: 1 L no tubo, 10 000 L no tanque, mesma pressão
pressão: só altura · força:

barril de Pascal: história lendária, física correta

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 108 / 17

Exemplo resolvido — tubo na tampa

Tubo fino com 5 m de água sobre tampa de (exercício nosso)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

peso de meia tonelada

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 109 / 17

Exemplo resolvido — tubo na tampa

Tubo fino com 5 m de água sobre tampa de (exercício nosso)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

peso de meia tonelada

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 109 / 17

Exemplo resolvido — tubo na tampa

Tubo fino com 5 m de água sobre tampa de (exercício nosso)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

peso de meia tonelada

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 109 / 17

Conceito 4 — Manômetro em U

Gás de um lado, ar do outro, desnível de 2 m

Mesmos 20 kPa: 2 m de água ou 15 cm de mercúrio

leitura entre as duas superfícies:

dá a manométrica · absoluta: soma a atmosfera
mercúrio: 13,6 vezes mais denso → coluna 13,6 vezes menor

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1010 / 17

Exemplo resolvido — 20 kPa no U

Gás 20 kPa acima do ar: desnível com água e com mercúrio?

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1011 / 17

Exemplo resolvido — 20 kPa no U

Gás 20 kPa acima do ar: desnível com água e com mercúrio?

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1011 / 17

Exemplo resolvido — 20 kPa no U

Gás 20 kPa acima do ar: desnível com água e com mercúrio?

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1011 / 17

Conceito 5 — O topo da montanha

Mar a 101 kPa e 100 °C; cume a 34 kPa e 71 °C

pressão menor → ebulição em temperatura menor
71 °C é teto: cozimento mais lento
o porquê: próxima série (Termodinâmica I)

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1012 / 17

Conceito 5 — O topo da montanha

pressão menor → ebulição em temperatura menor
71 °C é teto: cozimento mais lento
o porquê: próxima série (Termodinâmica I)

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1012 / 17

Conceito 5 — O topo da montanha

pressão menor → ebulição em temperatura menor
71 °C é teto: cozimento mais lento
o porquê: próxima série (Termodinâmica I)

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1012 / 17

Exemplo resolvido — o ar do cume

34 kPa lá em cima, 101 kPa no mar: fração e coluna d'água equivalente

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

um terço da atmosfera do mar

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1013 / 17

Exemplo resolvido — o ar do cume

34 kPa lá em cima, 101 kPa no mar: fração e coluna d'água equivalente

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

um terço da atmosfera do mar

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1013 / 17

Exemplo resolvido — o ar do cume

34 kPa lá em cima, 101 kPa no mar: fração e coluna d'água equivalente

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

um terço da atmosfera do mar

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1013 / 17

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