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Como encontrar a altura do fluido em um barômetro

Transcrição de vídeo

no vídeo anterior aprendemos que a pressão a uma determinada profundidade em um fluido é igual a densidade do fluido vezes a profundidade em que estamos no fluido ou altura da coluna do fluido acima de nós vezes a gravidade vamos ver se podemos utilizar isso para resolver um problema bastante comum que você verá na sua aula de física ou até mesmo em uma prova de física avançada digamos que eu tenho uma tigela e nessa tigela eu tenho mercúrio e também têm esse tipo de tubo de 'este invertido que encaixa no meio de s bom essa é a visão lateral da tigela eu desenhar e tudo logo mas digamos que o meu tipo de teste se pareça com isso digamos que não existe ar neste tipo de teste a vácuo aqui mas o lado de fora da tigela essa área interna que está exposto ao ar estamos na terra ou na realidade em paris na frança o nível do mar porque isso é o que define uma atmosfera como a pressão atmosférica bom essencialmente a forma como você poderia pensar nisso é que o peso de todo o ar acima de nós está empurrando para baixo a superfície dessa tigela há uma atmosfera uma atmosfera é apenas a pressão de todo o ar acima do nível do mar em paris na frança por exemplo e na tigela tem um mercúrio digamos que o mercúrio não existe área que o mercúrio está subindo um pouco essa coluna faremos o cálculo na medida um veremos porque está indo pra cima e depois faremos o cálculo para descobrir a altura da tigela digamos que o mercúrio suba até certa altura isso tudo ainda mercúrio e na verdade isso é como um barômetro funciona isso é algo que mede pressão aqui nessa parte acima do mercúrio mas ainda dentro do nosso pequeno tubo de teste temos o vaco não existe a vácuo é uma das minhas palavras preferidas eu acho bem bonita wakulla enfim temos isso preparado então a minha pergunta você é qual é a altura que essa coluna de mercúrio conseguirá alcançar 1 primeiramente vamos pensar intuitivamente sobre o porquê do mercúrio está subindo temos toda essa pressão de todo área em cima de nós sei que isso não é muito intuitivo para nós porque estamos acostumados com toda essa pressão em nossos ombros o tempo inteiro portanto não imaginamos na realidade mais a literalmente o peso da atmosfera em cima de nós isso empurra para baixo a superfície de mercúrio do lado de fora do tubo de teste como não há pressão aqui o mercúrio subir lá esse estado que desenhei é um estado estático supomos que todo o movimento tenha cessado vamos tentar então resolver esse problema há algumas coisas que temos que saber antes desse problema com o mercúrio sabemos a sua massa específica mas específica é praticamente a mesma coisa que densidade porém a massa específica é definida apenas para uma substância enquanto o densidade pode ser para um objeto qualquer podemos falar em massa específica do fundo mas não podemos falar em massa específica de bloco de chumbo quando o mercúrio é 13,6 tudo isso significa que o mercúrio é 13,6 vezes mais denso que a água pois sabemos a densidade da água e espero que após o último vídeo você tenha decorado densidade da água são mil quilogramas por metro cúbico então a densidade do mercúrio vamos anotar isso e isso é um roupa parece com p minúsculo é isso será igual a 13,6 vezes a densidade da água ou vezes mil quilogramas por metro cúbico bom vamos voltar para o problema o que queremos saber é qual a altura dessa coluna de mercúrio sabemos que a pressão vamos considerar esse ponto bem aqui que é essencialmente à base dessa coluna de mercúrio estamos dizendo é que a pressão na base dessa coluna de mercúrio aqui ou a pressão descendente nesse ponto precisa ser igual a pressão ascendente porque o mercúrio não está se movendo estamos em um estado de equilíbrio aprendemos em vídeos anteriores que a pressão de dentro é igual à pressão de fora no sistema líquido essencialmente eu tenho uma atmosfera empurrando para baixo do lado de fora da superfície então devo ter uma atmosfera empurrando para cima aqui a pressão ascendente nesse ponto podemos imaginar que temos uma folha de alumínio aqui novamente e apenas imagine onde a pressão está atingindo é uma atmosfera então a pressão descendente aqui deve ser de uma atmosfera o que está criando a pressão descendente aqui essencialmente é essa coluna de mercúrio ou essa fórmula que aprendemos no vídeo anterior o que sabemos agora é que a densidade do mercúrio vezes a altura da coluna de água vezes a aceleração da gravidade na terra que é onde estamos é preciso igualar uma atmosfera porque precisa equilibrar a atmosfera que está empurrando do lado de fora empurrando para cima a densidade do mercúrio é 13,6 mil então 13 mil e 600 quilogramas por metro cúbico essa é a densidade vezes a altura não sabemos qual é a altura que será em metros vezes a aceleração da gravidade que é 9,8 metros por segundo ao quadrado tudo isso será igual a uma atmosfera nesse momento você diz isso é estranho nunca vi essa atmosfera antes já falamos muito sobre isso mas como uma atmosfera se relaciona à paz calçou newtons isso é mais uma coisa nova que você deve se lembrar uma atmosfera é igual a 101 1325 paz caos e isso é igual a 101 1325 newtons por metro quadrado uma atmosfera é o quanto estamos pressionando para baixo é o quanto estamos pressionando para cima e isso será igual à quantidade de pressão nesse ponto dessa coluna de mercúrio uma atmosfera é exatamente isso é igual a 101 mil 325 mil euros por metro quadrado se dividirmos os dois lados por 13 mil e 600 vezes 9,8 obteremos que a altura é igual a 101 mil 325 mil tons por metro cúbico sobre 13 1600 quilogramas por metro cúbico vezes 9,8 metros por segundo ao quadrado bom certifique se de que você sempre tem as unidades certas isso é o mais difícil nesses problemas simplesmente saber que uma atmosfera tem 101 1325 paz caos que é o mesmo que newtons por metro quadrado estávamos lidando com newton cin então altura igual a 0,76 metros e você deve ver que as unidades funcionam de fato porque temos um metro cúbico no denominador aqui temos um metro cúbico no denominador aqui em baixo e temos quilograma metro por segundo ao quadrado aqui temos nilton saque mas o que é um newton e nilton é um quilograma metro quadrado por segundo então quando você divide você tem quilograma metro quadrado por segundo ao quadrado e aqui você tem quilograma metro por segundo ao quadrado quando você faz toda a divisão das unidades o que lhe resta são os metros portanto temos 0,76 metros ou aproximadamente 76 centímetros e altura dessa coluna de mercúrio e você pode fazer um barômetro com isso você pode dizer vou fazer uma pequena marcação nesse título de teste e isso representa uma atmosfera você pode então descobrir quantas atmosferas possuem as diferentes partes do globo enfim meu tempo já acabou nos vemos no próximo vídeo