Pressão temperatura

Pressão temperatura

COLÉGIO TECNOLÓGICO DA ASSOCIAÇÃO DE ENSINO DE RIBEIRÃO PRETO - AERP

ESCOLA DE ENSINO MÉDIO E EDUCAÇÃO PROFISSIONAL

Operações Unitárias I

Grandeza: Pressão e Temperatura

Sumário

1.Pressão (p) 1

1.1.Pressão Atmosférica 1

2. Temperatura (T) 3

2.1. Escalas de Temperatura 3

3. Referencia Bibliográfica 5

  1. Pressão (p)

A pressão (p)é uma grandeza física que só existe e tem sentido quando existe uma força (F) aplicada a uma determinada área (A) . A distribuição desta força neste local denomina-se pressão.

Formalmente,

A unidade no SI para medir a pressão é o Pascal (Pa). A pressão exercida pela atmosfera ao nível do mar corresponde a aproximadamente 101.325 Pa ou 1,01325 kPa(pressão normal), e esse valor é normalmente associado a uma unidade chamada atmosfera padrão (símbolo atm).

    1. Pressão Atmosférica

A Terra está envolvida por uma camada de ar, denominada atmosfera, conforme figura 1, constituída por uma mistura gasosa cujos principais componentes são o oxigênio e o nitrogênio. A espessura dessa camada não pode ser perfeitamente determinada, porque, à medida que aumenta a altitude, o ar se torna muito rarefeito, isto é, com pouca densidade.

Figura 1: Ilustração da atmosfera da Terra

O ar, sendo composto por moléculas, é atraído pela força de gravidade da Terra e, portanto, tem peso. Se não o tivesse escaparia da Terra, dispersando-se pelo espaço. Devido ao seu peso, a atmosfera exerce uma pressão, chamada pressão atmosférica, sobre todos os objetos nela imersos. O valor da pressão atmosférica pode ser medido com uma experiência (figura 2) idealizada pelo físico italiano Evangelista Torricelli.

Ao nível do mar se pegamos um tubo de vidro de 1m de comprimento, fechado numa das extremidades, e o enchemos completamente com mercúrio. Fechamos com o dedo a extremidade aberta, invertemos o tubo e o imergimos num frasco que também contém mercúrio. Ao retirar o dedo, observamos que o tubo não se esvazia completamente. O mercúrio nele contido escoa para o frasco até que o desnível atinja cerca de 76cm.

Figura 2: Experiência de Torricelli

É a pressão atmosférica que impede que o tubo se esvazie até o fim. Ela comprime a superfície exposta do mercúrio e, desse modo, sustenta o líquido que ficou no interior do tubo. A pressão atmosférica diminui com o aumento da altitude. Isso ocorre porque o peso do ar sobre as camadas elevadas da atmosfera é menor do que aquele que age sobre as camadas mais baixas. Ao nível do mar, a pressão atmosférica é, em média, de 76 cm de mercúrio.

O valor da pressão varia por influência de dois fatores principais:

  • a altitude: a pressão diminui com a altitude pois diminui a coluna de ar atmosférico sobre um lugar.

  • a temperatura: o ar quente é mais leve e sobe, diminuindo a pressão; o ar frio é mais pesado e desce, aumentando a pressão.

O movimento do ar faz com que os centros barométricos estejam associados a determinados estados de tempo:

  • as altas pressões estão associadas a bom tempo pois o ar ao descer aquece e afasta-se da saturação, sendo impossível a formação de nuvens e a chuva.

  • as baixas pressões estão associadas a mau tempo pois o ar ao subir arrefece e aproxima-se da saturação, formando-se nuvens que dão origem a chuva.

A tabela 1 mostra apresenta alguns valores de conversão para as unidades de pressão

Tabela 1: Valores de conversão de pressão

 

Atmosfera

Pascal

Bária

Bar

mm Hg

m H2O

kgf/cm2

Atmosfera

1

1,01325×105

1,01325×106

1,01325

760,0

10,33

1,033

Pascal

9,869×10-6

1

10

10-5

7,501×10-3

1,020×10-4

1,019×10-5

Bária

9,869×10-7

0,1

1

10-6

7,501×10-4

1,020×10-5

1,020×10-2

Bar

0,9869

100000

1000000

1

750,1

10,20

1,020

milibar

9,869×10-4

100

1000

0,001

0,7501

1,020×10-2

10,20

mm Hg

1,316×10-3

133,3

1333

1,333×10-3

1

1,360×10-2

13,60

m H2O

9,678×10-2

9807

9,807×104

9,807×10-2

73,56

1

0,100

kgf/cm2

0,968

9,810×104

9,810×105

0,9810

735,8

10,00

1

Psi (pound per square inch), libra por polegada quadrada, é a unidade de pressão no sistema inglês/americano: 1 psi = 0,07 bar ;1 bar = 14,3 psi

2. Temperatura (T)

A temperatura é uma grandeza que determina o estado térmico ou intensidade calorífica da matéria, é uma medida da agitação dos átomos que o constituem. Ela está diretamente relacionada com a velocidade média dos átomos. Um corpo quente revela que seus átomos estão se movendo em altas velocidades enquanto que um corpo frio mostra que seus átomos estão se movendo muito mais lentamente.

2.1. Escalas de Temperatura

Vamos estudar três escalas: a Celsius, a Fahrenheit e a Kelvin (ou absoluta). A escala Fahrenheit é muito usada em países de língua inglesa, principalmente Estados Unidos e Inglaterra. A escala Kelvin também é usada para fins científicos.

  • Fahrenheit é uma escala termométrica na qual 32o F é o ponto de congelamento da água e 212o F é o ponto de ebulição da água.

  • Celsius (antigamente chamada de Centígrado) é a escala de temperatura na qual 0o C é o ponto de congelamento da água e 100o C é o ponto de ebulição da água. Nesta escala termométrica o intervalo entre o ponto de ebulição e o ponto de congelamento da água é dividido em 100 intervalos, denominados graus.

  • Kelvin é a escala definida como aquela na qual a temperatura do ponto triplo da água tem o valor de 273,16 K. Na escala Kelvin 0 K é o "zero absoluto" e é equivalente a -273,16o C. O intervalo de um grau é exatamente o mesmo que aquele usado para a escala Celsius. A escala Kelvin é a escala de temperatura absoluta ou escala termodinâmica e o seu símbolo é K.

É importante notar que está errado escrever, ou falar, graus Kelvin. Falamos, por exemplo, "graus Celsius" e escrevemos "oC". No entanto, no caso da escala de temperatura absoluta, a referência é simplesmente "Kelvin" e o símbolo é apenas "K" e não "oK".

Na figura 3 está ilustrado as escalas de temperatura que acabamos de estudar.

Figura. 3. Escalas de temperatura

Para fazer a conversão de temperaturas existe uma equação que pode ser usada para fazer estas conversões.   Com ela podemos transformar ºF  em  ºCK  em  ºC  e  ºF  em  K, e outras transformações mais que quisermos.  Veja a equação a seguir:

3. Referencia Bibliográfica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o

http://www.clubedeciencias.com/artigos/pressao.htm http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/atmosferica/atmosferica.htm

http://www.prof2000.pt/users/LA/press%C3%A3o.htm

http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap3/cap3-2.html

http://www.on.br/site_edu_dist_2007/site/index.html

http://educar.sc.usp.br/experimentoteca/fisica/kit3_calorimetria/exp1_termo.pdf

http://www.on.br/glossario/alfabeto/t/temperatura.html

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