O barômetro é um instrumento de medida para determinar a pressão atmosférica local. Na ausência de barômetro. Em seguida, com uma tabela relacionando a pressão atmosférica e altitude, você pode encontrar a altitude local de forma indireta. Na ausência de barômetro e utilizando os conteúdos abordados em sala e no laboratório, como você pode determinar a altitude local?
Passo 1
O objetivo é determinar a altitude local sem usar um barômetro, mas empregando conceitos de termodinâmica e hidrostática vistos em sala e no laboratório. A ideia geral é: (i) medir a pressão atmosférica indiretamente a partir do ponto de ebulição da água e (ii) usar uma tabela padrão que relaciona pressão e altitude para obter a altitude.
Passo 2
Quando a água ferve, sua pressão de vapor é igual à pressão atmosférica local. Portanto, basta medir a temperatura de ebulição da água com um termômetro e, em seguida, obter a pressão correspondente nessa temperatura. Para isso existem duas opções:
- Consultar uma tabela de pressão de vapor da água
. - Usar a equação de Clausius–Clapeyron em sua forma aproximada:
em que
é o calor latente de vaporização da água,
é a constante dos gases,
é a temperatura de ebulição medida (em kelvin) e
são um ponto de referência (por exemplo
a
).
Passo 3
Procedimento prático:
- Aqueça água pura até ebulição e, assim que aparecerem bolhas vigorosas e estáveis, leia a temperatura de ebulição
com o termômetro. - Converta
para kelvin e, usando a tabela de ou a equação de Clausius–Clapeyron, determine a pressão correspondente.
Passo 4
Com o valor de
em mãos, recorra à tabela padrão de atmosfera (ou ao modelo de atmosfera padrão) que relaciona pressão e altitude. Por exemplo, uma tabela típica informará que:
Basta encontrar na tabela a linha em que a pressão calculada mais se aproxima de
e ler a altitude correspondente.
Resposta
Meça a temperatura de ebulição da água, use a curva de pressão de vapor (ou a equação de Clausius–Clapeyron) para obter a pressão atmosférica local e, em seguida, consulte uma tabela padrão que relacione essa pressão à altitude para determinar sua elevação acima do nível do mar.