Presso Atmosfrica e a Experincia de Torricelli

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    02-Jul-2015

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Presso Atmosfrica e a Experincia de Torricelli A atmosfera terrestre composta por vrios gases, que exercem uma presso sobre a superfcie da Terra. Essa presso, denominada presso atmosfrica, depende da altitude do local, pois medida que nos afastamos da superfcie do planeta, o ar se torna cada vez mais rarefeito, e, portanto, exercendo uma presso cada vez menor. O fsico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) realizou uma experincia para determinar a presso atmosfrica ao nvel do mar. Ele usou um tubo de aproximadamente 1,0 m de comprimento, cheio de mercrio (Hg) e com a extremidade tampada. Depois, colocou o tubo , em p e com a boca tampada para baixo, dentro de um recipiente que tambm continha mercrio. Torricelli observou que, aps destampar o tubo, o nvel do mercrio desceu e estabilizou-se na posio correspondente a 76 cm, restando o vcuo na parte vazia do tubo. Na figura, as presses nos pontos A e B so iguais (pontos na mesma horizontal e no mesmo lquido). A presso no ponto A corresponde presso da coluna de mercrio dentro do tubo, e a presso no ponto B corresponde presso atmosfrica ao nvel do mar:

pB = pA pATM = pcoluna(Hg)Como a coluna de mercrio que equlibra a presso atmosfrica de 76 cm, dizemos que a presso atmosfrica ao nvel do mar equivale presso de uma coluna de mercrio de 76 cm. Lembrando que a presso de uma coluna de lquido dada por dgh(g = 9,8 m/s2), temos no SI :

pATM @ 76cmHg = 760mmHg = 1,01x105 PaA maior presso atmosfrica obtida ao nvel do mar (altitude nula). Para qualquer outro ponto acima do nvel do mar, a presso atmosfrica menor. A tabela a seguir apresenta a variao da presso atmosfrica de acordo com a altitude.

Altitude (m) Presso atmosfrica (mmHg) Altitude (m) Presso (mmHg) 0 200 400 600 800 1000 760 742 724 707 690 674 1200 1400 1600 1800 2000 3000 658 642 627 612 598 527

Os manmetros (medidores de presso) utilizam a presso atmosfrica como referncia, medindo a diferena entre a presso do sistema e a presso atmosfrica. Tais presseschamam se presses manomtricas. A presso manomtrica de um sistema pode ser positiva ou negativa, dependendo de estar acima ou abaixo da presso atmosfrica. Quando o manmetro mede uma presso manomtrica negativa, ele chamado de manmetro de vcuo.

Manmetro utilizado em postos de gasolina (os mdicos usam um sistema semelhante) para calibrao de pneus. A unidade de medidapsi (libra por polegada ao quadrado) corresponde a, aproximadamente, 0,07 atm. Assim, a presso lida no mostrador, 26 psi, igual a aproximadamente, 1,8 atm.

A figura representa um manmetro de tubo aberto. Pela diferena de nveis do lquido nos dois ramos do tubo em U, mede-se a presso manomtrica do sistema contido no reservatrio. Escolhendo os dois pontos A e B mostrados na figura, temos:

pA = pB pSISTEMA = pATM + pLQUIDO pSISTEMA = pATM = dgh pMANOMTRICA = dgh

A experincia que Torricelli fez demonstrou que estava certo - ele preencheu um tubo com mercrio, emborcou o tubo numa vasilha cheia de mercrio, destampou o tubo e a coluna baixou at 76 centmetros, restando vcuo no espao acima. Percebeu at que a altura da coluna variava conforme a hora do dia ou as condies do tempo.

Ento Torricelli demonstrou que: 1 - o vcuo pode existir 2 - o ar exerce presso 3 - possvel determinar o valor da presso comparando com a coluna de um lquido.

y

Medindo a altura da coluna de mercrio na experincia de Torricelli, pode-se calcular a presso exercida pelo mercrio, que igual presso atmosfrica.

Quanto maior for a presso atmosfrica, tanto mais alta ser a coluna de mercrio na experincia de Torricelli, por isso, na prtica, a presso atmosfrica pode ser medida pela altura da coluna de mercrio, em mm ou cm, e, se, por exemplo, a presso da atmosfera for igual a 780 mm Hg, isso quer dizer que o ar exerce a mesma presso que uma coluna vertical de mercrio com uma altura igual a 780 mm. Relao entre o mm Hg e a unidade SI A presso exercida por uma coluna de mercrio igual a 1 mm :

No esquecer que:

A unidade SI, o pascal, Pa, igual presso que resulta da ao de uma fora de intensidade igual a 1N sobre uma 2 superfcie de rea igual a 1m . Se considerarmos uma coluna de mercrio de altura igual a 760 mm, a presso que ela exerce igual presso atmosfrica normal e assume, na unidade SI, o valor de:

Observando diariamente a altura da coluna de mercrio no tubo, Torricelli descobriu que esta altura varia, aumentando e diminuindo, tendo concludo que a presso atmosfrica no constante, mas muda constantemente. Torricelli apercebeu-se tambm que as variaes de presso atmosfrica esto ligadas s variaes do tempo atmosfrico. Torricelli fixou uma escala vertical graduada no tubo de mercrio utilizado nesta experincia, obtendo desta forma o aparelho de medio da presso atmosfrica, o barmetro de mercrio.

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