Questão 3) Sobre manômetros de tubo inclinado, responda:
Quais as vantagens de se utilizar um manômetro de tubo inclinado quando comparado ao manômetro em U convencional? [1,5]

Passo 1

O enunciado pede para comparar o manômetro de tubo inclinado com o manômetro em U convencional, indicando suas vantagens. O conteúdo é pressão hidrostática e leitura de pequenas variações de pressão. Para resolver, vamos usar a equação da pressão em fluido estático e a geometria do tubo inclinado.

Passo 2

A pressão diferencial medida por um manômetro está dada por
\Delta p = \rho\,g\,\Delta h
onde \Delta h é a diferença vertical de coluna de líquido, \rho sua massa específica e g a aceleração da gravidade. No manômetro de tubo inclinado, a mesma diferença vertical \Delta h corresponde a um deslocamento ao longo do tubo \Delta s tal que
\Delta s = \frac{\Delta h}{\sin\theta},
sendo \theta o ângulo de inclinação. Como \sin\theta<1, obtém-se \Delta s>\Delta h, ou seja, para uma dada \Delta p a coluna percorre um comprimento maior no tubo inclinado, aumentando a sensibilidade e a resolução da leitura.

Passo 3

Além do aumento de sensibilidade, outras vantagens vêm da geometria inclinada e da forma de leitura:
  • A escala pode ser graduada ao longo do tubo, facilitando a leitura de pequenas variações.
  • O erro de paralaxe e de menisco diminui, pois o deslocamento é maior e mais fácil de visualizar.
  • O tubo pode ser instalado de forma mais compacta em bancada, aproveitando o espaço horizontal.
  • Permite medir variações de pressão muito pequenas que seriam difíceis de detectar no manômetro em U.

Resposta

  • Maior sensibilidade e resolução, pois o deslocamento ao longo do tubo inclinado é amplificado ( \Delta s = \Delta h/\sin\theta).
  • Escala graduada ao longo do tubo, facilitando a leitura de pequenas variações.
  • Menor erro de leitura (paralaxe e menisco) devido ao percurso maior da coluna.
  • Instalação mais compacta, aproveitando espaço horizontal.
  • Possibilidade de medir diferenças de pressão muito pequenas.

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