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Diferença de pressão - demonstrações
1. Perfurando um recipiente a diferentes alturas
Pode-se demonstrar, de uma forma muito simples, a variação de pressão com a altura. Basta, para isso, fazermos perfurações num recipiente cheio de líquido em posições diferentes. O jorro sairá cada vez mais forte à medida que aumentarmos a altura da coluna de líquido (isto é, nos pontos mais baixos).
Num fluido qualquer, a pressão não é a mesma em todos os pontos. Se um fluido homogêneo estiver em repouso, então todos os pontos numa superfície plana horizontal estarão à mesma pressão. A diferença de pressão entre dois pontos (P
B
- P
A
), cuja superfície horizontal esteja a uma distância h, é dada por
onde r é a densidade do líquido; g é a aceleração da gravidade. P
B
e P
A
são as pressões nos pontos B e A, respectivamente.
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2. Esmagando uma garrafa de plástico
Coloca-se no interior de uma garrafa de plástico - destas de refrigerante - um pouco (1 copo) de água quente
. Logo em seguida, joga-se a água para fora e, imediatamente, fecha-se a garrafa vedando-a muito bem, evitando a transferência de ar pela boca da mesma.
Despeja-se sobre a garrafa um copo de água fria da torneira e observa-se o que ocorre. Ela é esmagada por "forças" que parecem agir, de fora para dentro, em todos os pontos da garrafa!
O que acontece? Ao se fechar a garrafa, aprisiona-se em seu interior ar/vapor d'água a uma temperatura bem maior que aquela do ar atmosférico. A massa gasosa aprisionada é rarefeita mas, devido à sua temperatura, a agitação molecular é grande e a sua pressão, no momento do aprisionamento, era igual à atmosférica.
Uma vez vedada a garrafa e em contato com água fria, devido às trocas de calor, a temperatura da massa gasosa resfria-se rapidamente e sua pressão diminui, tornando-se bem menor que a da atmosfera. Surge, então, uma diferença de pressão: a pressão atmosférica - de fora para dentro - é maior que a pressão da massa gasosa (já fria), que atua de dentro para fora, sobre a superfície de plástico.
São as forças associadas à "diferença de pressão" - de fora para dentro - que esmagam a garrafa!
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