De acordo com as orientações recebidas em sala de aula e outras leituras necessárias, responda:
Qual a diferença entre: Barômetro, Manômetro e Vacuômetro?
Qual a diferença entre: Barômetro, Manômetro e Vacuômetro?
Passo 1
O enunciado pede para distinguir três instrumentos usados em medições de pressão: barômetro, manômetro e vacuômetro. O conteúdo envolve conceitos de pressão absoluta, pressão relativa e pressão de vácuo, além do princípio de equilíbrio de colunas de fluido (lei hidroestática).
Passo 2
Vamos recordar o princípio básico da medição de pressão com fluido em repouso. A pressão gerada por uma coluna de fluido de densidade
e altura
é dada por
onde
é a aceleração da gravidade. Esse mesmo princípio está na base dos três instrumentos, mas cada um é usado para um tipo de pressão diferente.
Passo 3
O barômetro é um instrumento que mede a pressão atmosférica absoluta. Nele, há uma coluna de mercúrio (ou outro fluido) cujo topo está em contato com o vácuo, e o fundo com a atmosfera. Ao atingir o equilíbrio, a altura
da coluna de mercúrio satisfaz
Como o topo está no vácuo, não há pressão acima do fluido, logo o barômetro fornece diretamente
.
Passo 4
O manômetro mede diferenças de pressão entre dois pontos que podem ser, por exemplo, o interior de um sistema e a pressão ambiente de referência. Um tipo comum é o manômetro de coluna em U, em que cada braço contém um fluido de densidade
. A diferença de altura
entre as colunas está relacionada à diferença de pressão
por
Isso vale tanto para pressões acima quanto abaixo da pressão de referência, mas sempre é uma medição relativa.
Passo 5
O vacuômetro (ou vacuômetro de coluna) é, na prática, um manômetro calibrado para medir pressões abaixo da pressão atmosférica, ou seja, pressões de vácuo. Ele compara o vácuo parcial dentro do sistema com a pressão ambiente e reporta o valor de
. A leitura pode ser feita em unidades de torr, mbar negativos ou outro, mas sempre expressa o quão perto do vácuo perfeito o sistema está.
Passo 6
Agora, resumindo a ideia central: o barômetro mede a pressão absoluta do ar, o manômetro mede uma pressão relativa (diferença entre dois pontos) e o vacuômetro é um manômetro especializado para medir pressões subatmosféricas (vácuo).
Resposta
- Barômetro: mede a pressão absoluta da atmosfera, usando uma coluna de fluido em que o topo está em vácuo.
- Manômetro: mede diferenças de pressão entre dois pontos, reportando uma pressão relativa.
- Vacuômetro: é um manômetro calibrado para medir pressões abaixo da atmosférica, ou seja, níveis de vácuo.