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]
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
onde
é a diferença vertical de coluna de líquido,
sua massa específica e
a aceleração da gravidade. No manômetro de tubo inclinado, a mesma diferença vertical
corresponde a um deslocamento ao longo do tubo
tal que
sendo
o ângulo de inclinação. Como
, obtém-se
, ou seja, para uma dada
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 (
). - 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.