Conteúdos para todas as gerações
Um tubo em forma de
está aberto em ambas as extremidades e contém uma porção de mercúrio (preto). Uma quantidade de água (cinza) é cuidadosamente derramada na extremidade direita do tubo em foram de
até que a altura da coluna de água seja igual a
. (a) Qual é a pressão manométrica na interface água-mercúrio? (b) Calcule a distância vertical
entre o topo da superfície do mercúrio e o topo da superfície da água. (Use a densidade da água como
a densidade do mercúrio como
).
Um tubo em forma de
Passo 1
Resumo do enunciado: a gente tem um tubo em U aberto nos dois lados, com mercúrio ocupando parte dele. Do lado direito é despejada água até formar uma coluna de 10,0 cm sobre o mercúrio.
Conteúdo: pressão hidrostática e equilíbrio de fluidos.
O que vamos usar:
Conteúdo: pressão hidrostática e equilíbrio de fluidos.
O que vamos usar:
- Densidade da água:
- Densidade do mercúrio:
- A fórmula básica de pressão hidrostática:
e a definição de pressão manométrica
Passo 2
(a) Queremos a pressão manométrica na interface água–mercurio, ou seja
onde
e
.
Substituindo:
Substituindo:
Passo 3
(b) Agora a gente quer a distância vertical
entre o topo da superfície do mercúrio (lado esquerdo) e o topo da água (lado direito).
- Primeiro reconhecemos que, no ponto de interface, a pressão vinda do lado da água e a pressão vinda do lado do mercúrio têm que ser iguais.
- Do lado água:
. - Do lado mercúrio: se o mercúrio subir uma altura
acima da interface,
.
- Do lado água:
- Igualando as duas expressões (o
some): - A distância
entre o topo da água e o topo do mercúrio é a diferença entre 10,0 cm e esse :
Resposta
(a)
.
(b) .
(b)