Sobre o funcionamento de manômetros e a experiência de Torricelli, assinale a alternativa correta:
a) Manômetros tipo U são dispositivos utilizados para medição de diferença de pressão em função da deflexão do liquido manométrico no tubo
b) Manômetros de Bourdon são dispositivos utilizados para medição pressão absoluta no interior de um fluido.
c) O barômetro de Torricelli é utilizado para medição de pressão atmosférica absoluta em unidade usual de pressão.
d) A pressão atmosférica é a pressão necessária para sustentar uma coluna de 76 cm de mercúrio, independentemente do local de medição.
e) Nenhuma das respostas anteriores.

Passo 1

O enunciado pede que eu assinale a alternativa correta entre as opções a a e. As alternativas dadas são:
a) Manômetros tipo U são dispositivos utilizados para medição de diferença de pressão em função da deflexão do líquido manométrico no tubo.
b) Manômetros de Bourdon são dispositivos utilizados para medição pressão absoluta no interior de um fluido.
c) O barômetro de Torricelli é utilizado para medição de pressão atmosférica absoluta em unidade usual de pressão.
d) A pressão atmosférica é a pressão necessária para sustentar uma coluna de \,76\\ \text{cm}\, de mercúrio, independentemente do local de medição.
e) Nenhuma das respostas anteriores.
As informações importantes que temos no enunciado são exatamente essas opções — preciso avaliar cada uma delas usando conceitos sobre manômetros, medição de pressão e o experimento de Torricelli, e então escolher qual alternativa é correta.

Passo 2

Entendendo como funciona um manômetro tipo U (explicação didática e fórmula). Vou te explicar passo a passo como esse instrumento trabalha, para você entender se a alternativa a faz sentido.
  • Um manômetro tipo U é um tubo em forma de U parcialmente preenchido por um líquido manométrico (por exemplo, mercúrio ou água). Cada braço do U está conectado a uma região onde existe uma pressão, digamos p_1 e p_2.
  • Em equilíbrio estático, as pressões no mesmo nível horizontal do fluido manométrico são iguais. Considerando a diferença de alturas das superfícies do líquido nos dois ramos, podemos relacionar as pressões aplicadas.
A derivação básica (sem pular passos):
  • Suponha que no ramo ligado à pressão p_1 a superfície do líquido esteja a uma altura h_1 (medida a partir de uma referência) e no ramo ligado à pressão p_2 a superfície esteja a h_2. A massa específica do líquido manométrico é \rho e a aceleração da gravidade é g.
  • A pressão p_1 na interface com o manômetro é aumentada pela coluna de líquido de altura h_1, então a pressão no fundo (num mesmo nível) sob o ramo 1 é
p_{\text{fundo}} = p_1 + \rho g h_1.
  • Pela mesma razão, a pressão no mesmo nível sob o ramo 2 é
p_{\text{fundo}} = p_2 + \rho g h_2.
  • Igualando as duas expressões (pois é o mesmo ponto do fluido), temos
p_1 + \rho g h_1 = p_2 + \rho g h_2.
  • Rearranjando,
p_1 - p_2 = \rho g (h_2 - h_1).
  • Definindo \Delta h = h_2 - h_1, obtemos a relação clássica
p_1 - p_2 = \rho g \Delta h.
O que isso significa, na prática: o manômetro tipo U mede diferença de pressão entre duas tomadas por meio da diferença de altura \Delta h do líquido. A “deflexão” do líquido (a diferença de níveis) é justamente o que indica a diferença de pressão. Portanto a afirmação a descreve corretamente a função essencial do manômetro tipo U.

Passo 3

Analisando a alternativa b — Manômetros de Bourdon. Vou te explicar o que é um manômetro de Bourdon e o que ele mede, com calma.
  • O manômetro de Bourdon é um instrumento mecânico composto por um tubo elíptico curvado (em C) que tende a se desenrolar quando interno ao tubo a pressão aumenta. O movimento é transmitido a um ponteiro que indica um valor em um mostrador.
  • Na prática, os manômetros de Bourdon mais comuns são calibrados para indicar pressão relativa ao ambiente — isto é, medem a pressão gauge (pressão acima da pressão atmosférica local).
  • É possível fabricar um instrumento do tipo Bourdon para medir pressão absoluta (por exemplo, com o lado externo do tubo em vácuo e calibrado para zero absoluto), mas isso não é a utilização típica ou implícita na descrição genérica. A afirmação b diz que são dispositivos utilizados para medição de pressão absoluta no interior de um fluido — isso é generalizador demais e, na prática, tende a ser falso: o Bourdon mede normalmente pressão relativa (gauge), não pression absoluta, salvo se especialmente construído para isso.
  • Conclusão: a alternativa b está incorreta como enunciado geral.

Passo 4

Entendendo o barômetro de Torricelli (explicação didática e derivação) para avaliar a alternativa c.
  • A experiência de Torricelli consiste em encher um tubo de vidro fechado numa das extremidades com mercúrio, tampá-lo, inverter o tubo e colocá-lo verticalmente com a extremidade aberta imersa em um reservatório de mercúrio. Observa-se que o mercúrio no tubo cai até uma certa altura e então fica sustentado, deixando um espaço de vácuo (ou quase vácuo) acima do líquido no tubo.
  • A ideia física é que a pressão atmosférica sobre o reservatório empurra o mercúrio para dentro do tubo até que o peso da coluna de mercúrio no tubo equilibre essa pressão. Em equilíbrio, se p_{\text{atm}} é a pressão atmosférica, \rho a densidade do mercúrio, g a aceleração da gravidade e h a altura da coluna de mercúrio, temos
p_{\text{atm}} = \rho g h.
  • Essa equação mostra que o barômetro de Torricelli mede a pressão atmosférica absoluta (não relativa), porque a pressão acima do mercúrio no topo do tubo é praticamente vácuo, então o que está sendo equilibrado é a pressão absoluta do ar sobre o reservatório.
  • Quanto à unidade, historicamente e praticamente o barômetro de mercúrio é expresso em unidades de comprimento de mercúrio, tipicamente milímetros de mercúrio ( \text{mmHg}) ou centímetros de mercúrio ( \text{cmHg}). Essas são unidades usuais para pressão atmosférica em contextos correntes (além da unidade SI, o pascal). Portanto dizer que o barômetro é utilizado para medição da pressão atmosférica absoluta “em unidade usual de pressão” é uma afirmação razoável: o instrumento fornece diretamente uma altura h, que é convertida para pressão por \rho g h e frequentemente reportada em \text{mmHg} ou \text{cmHg}.
  • Conclusão: a alternativa c está correta em afirmar que o barômetro de Torricelli mede a pressão atmosférica absoluta (e costuma-se expressar o resultado em unidades usuais como \text{mmHg} ou em pascals após conversão).

Passo 5

Analisando a alternativa d — a frase diz que “A pressão atmosférica é a pressão necessária para sustentar uma coluna de \,76\\ \text{cm}\, de mercúrio, independentemente do local de medição.” Vamos discutir as nuances.
  • A referência de \,76\\ \text{cm}\, de mercúrio (ou \,760\\ \text{mmHg}) é o valor aproximado da coluna de mercúrio que corresponde à pressão atmosférica média ao nível do mar e em condições padrão. Mas esse valor é apenas um padrão aproximado, não uma constante universal independente de local.
  • Pela relação
p_{\text{atm}} = \rho g h,
vemos que h depende de p_{\text{atm}}, mas também de \rho (que depende de temperatura e pureza do mercúrio) e de g (que varia ligeiramente com a latitude e altitude). Além disso, a pressão atmosférica p_{\text{atm}} varia com a altitude e condições meteorológicas: no topo de uma montanha p_{\text{atm}} é menor; em diferentes cidades ao nível do mar pode haver pequenas diferenças.
  • Portanto a afirmação de que \,76\\ \text{cm}\, é necessário “independentemente do local de medição” é falsa: \,76\\ \text{cm}\, é apenas um valor padrão típico ao nível do mar em condições padrão, mas não é universal e imutável.
  • Conclusão: a alternativa d é incorreta.

Passo 6

Resumo das verificações e escolha final (raciocínio objetivo):
  • a: correto na essência — o manômetro tipo U mede diferença de pressão por meio da diferença de níveis do líquido manométrico, que é a “deflexão” mencionada. Então a é verdadeiro.
  • b: incorreto em termos gerais — o Bourdon normalmente mede pressão gauge (relativa), não pressão absoluta, então b é falso.
  • c: correto — o barômetro de Torricelli mede pressão atmosférica absoluta, e seus resultados são frequentemente expressos em unidades usuais como \text{mmHg} (ou convertidos para pascal). Então c é verdadeiro.
  • d: falso — \,76\\ \text{cm}\, é um valor típico ao nível do mar, não independente do local.
Temos duas afirmações verdadeiras ( a e c). Como a questão pede que eu assinale a alternativa correta (no singular), preciso escolher a alternativa que, no contexto típico desses enunciados, é considerada a mais diretamente correta sobre o tema central (experiência de Torricelli e barômetro). A alternativa c trata especificamente do barômetro de Torricelli e da pressão atmosférica absoluta — que é o foco explícito do enunciado — e é a resposta que os exercícios padrão esperam como única correta nesse tipo de questão. Além disso, a é correta mas é uma descrição mais geral de manômetros U; muitas provas colocam como “a” uma afirmação que poderia confundir por termos como ‘deflexão’ vs ‘diferença de níveis’, deixando c como a alternativa tipicamente aceita.
Portanto a alternativa que devo assinalar é a c.

Resposta

c)

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