Fundamentos de Física, Volume 2: Gravitação, Ondas e Termodinâmica
Medidores de Pressão
O Barômetro de Mercúrio
A Fig. 14-5a mostra um barômetro de mercúrio simples, um aparelho usado para medir a pressão atmosférica. Um tubo de vidro foi enchido com mercúrio e introduzido, com a extremidade aberta para baixo, em um recipiente cheio de mercúrio. O espaço acima da coluna de mercúrio contém apenas vapor de mercúrio, cuja pressão é tão baixa à temperatura ambiente que pode ser desprezada.
Podemos usar a Eq. 14-7 para determinar a pressão atmosférica p em 0
termos da altura h da coluna de mercúrio. Chamamos de 1 o nível da
interface ar-mercúrio e de 2 o nível do alto da coluna de mercúrio (Fig. 14-
5). Em seguida, fazemos
y = 0, p = p e y = h, p = 0 1 1 0 2 2
na Eq. 14-7, o que nos dá
em que ρ é a massa específica do mercúrio.
Para uma dada pressão, a altura h da coluna de mercúrio não depende da
área de seção reta do tubo vertical. O barômetro de mercúrio mais
sofisticado da Fig. 14-5b fornece a mesma leitura que o da Fig. 14-5a; tudo que importa é a distância vertical h entre os níveis de mercúrio.
A Eq. 14-9 mostra que, para uma dada pressão, a altura da coluna de
mercúrio depende do valor de g no local em que se encontra o barômetro e da massa específica do mercúrio, que varia com a temperatura. A altura da coluna (em milímetros) é numericamente igual à pressão (em torr) apenas se o barômetro estiver em um local em que g tem o valor-padrão de 9,80665 m/s2 e se a temperatura do mercúrio for 0º C. Se essas condições não forem satisfeitas (e raramente o são), pequenas correções devem ser feitas para que a altura da coluna de mercúrio possa ser lida como pressão.
Figura 14-5 (a) Um barômetro de mercúrio. (b) Outro barômetro de mercúrio. A distância h é a mesma nos dois casos.
Figura 14-6 Um manômetro de tubo aberto, usado para medir a pressão manométrica do gás contido no tanque da esquerda. O lado direito do tubo em U está aberto para a atmosfera.
O Manômetro de Tubo Aberto
Um manômetro de tubo aberto (Fig. 14-6), usado para medir a pressão manométrica p de um gás, consiste em um tubo em forma de U contendo m
um líquido, com uma das extremidades ligada a um recipiente cuja pressão manométrica se deseja medir e a outra aberta para a atmosfera. Podemos usar a Eq. 14-7 para determinar a pressão manométrica em termos da altura