Faça uma ilustração do copo Ford e explique como ele funciona.
Passo 1
O enunciado pede para desenhar um esqueminha (ilustração) de um copo Ford – que é um viscosímetro de escoamento por gravidade – e explicar como ele funciona. Vamos usar conceitos de viscosidade cinemática e de tempo de escoamento de um fluido através de um orifício calibrado.
Passo 2
Antes de desenhar, identifiquemos as partes principais do copo Ford:
– Reservatório cilíndrico, onde se coloca o fluido até uma marca de enchimento;
– Orifício calibrado na base, por onde o fluido escoa;
– Coletor (recipiente receptor) apoiado sob o orifício;
– Alça para segurar o copo;
– Linha de enchimento (marca interna) que garante volume constante.
– Reservatório cilíndrico, onde se coloca o fluido até uma marca de enchimento;
– Orifício calibrado na base, por onde o fluido escoa;
– Coletor (recipiente receptor) apoiado sob o orifício;
– Alça para segurar o copo;
– Linha de enchimento (marca interna) que garante volume constante.
Passo 3
O princípio de funcionamento é simples:
O fluido, ao ser vertido até a marca de enchimento, escorre por gravidade através do orifício calibrado. O tempo que leva para passar de um ponto de referência (marca superior) até o surgimento do jato contínuo no coletor é medido com cronômetro. Esse tempo está diretamente relacionado à viscosidade cinemática
do fluido.
O fluido, ao ser vertido até a marca de enchimento, escorre por gravidade através do orifício calibrado. O tempo
Passo 4
O procedimento de medida é este:
Enche-se o copo até a linha interna, inicia-se o cronômetro ao abrir o orifício e para-se o tempo quando o fluxo atinge a referência no coletor (ou quando termina de sair o volume). Então usa-se a relação calibrada
Enche-se o copo até a linha interna, inicia-se o cronômetro ao abrir o orifício e para-se o tempo quando o fluxo atinge a referência no coletor (ou quando termina de sair o volume). Então usa-se a relação calibrada
onde
é a constante do copo Ford (obtida por calibração com fluidos padrão) e
é o tempo de escoamento em segundos.
Resposta
Segue abaixo uma ilustração esquemática em ASCII com as partes identificadas e, em seguida, o resumo do funcionamento:
____
/ \ \leftarrow \text{Reservat\'orio (volume at\'e a marca interna)}
| |
| \bigcirc | \leftarrow \text{Linha de enchimento (marca interna)}
| |
| \bullet | \leftarrow \text{Orif\'icio calibrado}
| |
\______/
\vert \leftarrow \text{Fluido escoa por gravidade}
\downarrow
\text{[Coletor]} \leftarrow \text{Onde se mede o volume coletado ou refer\^encia de tempo}
Explica\c{c}~ao do funcionamento:
O fluido `e colocado no reservat’orio at’e a marca interna. Ao abrir o orif’icio, inicia-se a cronometragem e o fluido escoa por gravidade at’e o coletor. O tempo de escoamento `e proporcional `a viscosidade cinem’atica
segundo
O fluido `e colocado no reservat’orio at’e a marca interna. Ao abrir o orif’icio, inicia-se a cronometragem e o fluido escoa por gravidade at’e o coletor. O tempo de escoamento
onde
`e a constante do copo Ford, determinada previamente por calibra\c{c}~ao.