Densidade e Pressão

Hidrostática – Densidade e Pressão

Hidrostática

 Hidrostática é a parte da mecânica que estuda as principais propriedades e características de

líquidos em equilíbrio.

Densidade

A densidade de um corpo (na hidrostática, um líquido) pode ser definida como sendo a grandeza física que fornece a quantidade de massa (matéria)  de que está concentrada num determinado volume ou seja, mede o grau de concentração de massa em determinado volume.

Chamando de a quantidade de massa contida em certo volume V, a expressão matemática da densidade é:

No Sistema Internacional de Unidades (SI) a unidade de densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m3), mas são usados também o grama por centímetro cúbico(g/cm3) e o quilograma por litro (kg/L).

Diferença entre densidade d e massa específica ρ

Massa específica ρ Considere um pedaço de uma determinada substância homogênea (todos os pontos dessa substância apresentam as mesmas propriedades) e maciça.

Esse pedaço possui massa e volume, então podemos verificar que a razão entre sua massa e seu volume tem sempre um mesmo valor, característico da substância desse material.

A esse valor constante chamamos de massa específica ( ρ, letra grega de pronúncia rô).

Massa específica ou densidade absoluta ρ característica da substância que compõe o corpo.


Densidade d Considere um corpo de massa m e volume V que pode ser heterogêneo ou oco,

conforme as figuras abaixo.

Densidade característica do corpo.

Podemos obter as duas grandezas utilizando fórmulas idênticas, porém, só teremos a densidade absoluta ou massa específica se o corpo em questão for maciço e homogêneo, de outra forma, o que estaremos obtendo é uma característica do corpo chamada densidade.

 

O que você deve saber, informações e dicas

 Quando o volume de certa substância é homogêneo, a densidade (d = m/v) do corpo coincide

com sua massa específica (ρ =m/v) que, é claro, é aplicável à fluidos (líquidos e gases) pois preenchem todo o recipiente onde estão contidos.

 Regra prática:

 

 A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina.

Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos.

 Se os tanques NÃO fossem subterrâneos:

Você levaria desvantagem ao abastecer o carro na hora mais quente do dia, pois nessa hora, o volume aumenta e, num mesmo volume haveria menos massa   você levaria prejuízo.

Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria comprando mais massa de combustível para cada litro, pois com temperatura mais baixa, o volume diminui e, num mesmo volume haveria mais massa  você levaria vantagem .

Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido, pois você estaria comprando o que realmente interessa que é a massa.

Pressão

 

Na expressão acima F é o módulo (intensidade) da força.

Assim, a pressão é grandeza escalar, uma vez que é a razão entre duas grandezas escalares, o módulo de uma força e uma área.

 

 A unidade de pressão no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o newton por metro quadrado (N/m2) também denominado de pascal (Pa).

Outra unidade de pressão muito utilizada é a atmosfera (atm) e 1atm ≈ 105 Pa.

O que você deve saber, informações e dicas

 Observe na fórmula P = F/S que para uma mesma força, quanto menor a área maior será a pressão exercida pela força.

Como exemplos práticos, observe a s figuras abaixo:

 

Quando tomamos refrigerante, utilizando canudinho, o refrigerante chega até nós, porque o ato

de puxarmos o ar pela boca, ou seja, o ato de sugar implica em aumentar o volume dos pulmões e, consequentemente, diminuir a pressão interna da boca e do canudinho, tornando-a menor que a pressão atmosférica local na superfície livre do líquido    essa diferença de pressão provoca uma força que empurra o líquido para cima, na tendência de um novo equilíbrio de pressões. 

Confira os exercícios com resolução comentada