PRESSÃO - DEFINIÇÃO E MEDIDAS

 


Entre as propriedades de um gás medidas com mais facilidade estão a temperatura, o volume e a pressão. Não é surpreendente que muitos estudos antigos sobre os gases se detivessem nas relações entre essas propriedades. Em termos gerais, pressão transmite a idéia de força, um empurrão que tende a mover algo em determinada direção. A pressão P é na realidade a força F que age em uma certa área A:

 

P = F/A

 

Os gases exercem pressão em uma superfície com a qual estão em contato. O gás em um balão inflável, por exemplo, exerce pressão na superfície interna do balão.

 

Pressão atmosférica e o barômetro

 

Você, eu, os cocos e as moléculas de nitrogênio, todos sofrem uma força atrativa que nos impele em direção ao centro da Terra. Quando um coco cai do coqueiro, por exemplo, a força atrativa gravitacional faz com que ele seja impelido com rapidez em direção à Terra, aumentando sua velocidade à medida que sua energia potencial é convertida em energia cinética. Os átomos e as moléculas na atmosfera também sofrem aceleração gravitacional. Entretanto, como as partículas gasosas têm massas tão reduzidas, as respectivas energias térmicas de movimento superam as forças gravitacionais, de forma que a atmosfera não se acumula em uma camada fina na superfície da Terra. Contudo, a gravidade age, e faz com que a atmosfera como um todo pressione a superfície, criando a pressão atmosférica.

A existência da pressão atmosférica pode ser determinada com uma garrafa de plástico vazia de água ou de refrigerante. Se você tirar o ar de uma garrafa vazia com a boca, a possibilidade é que ela se feche parcialmente.

Quando você quebra o vácuo parcial que criou, a garrafa volta à sua forma original. O que faz com que a garrafa se feche quando a pressão interna é reduzida, mesmo com as quantidades relativamente pequenas que você é capaz de produzir com seus pulmões? A atmosfera está exercendo certa força do lado de fora da garrafa que é maior que a força dentro da garrafa quando parte do gás é sugado.

A unidade SI de pressão é o N/m2. A ela deram o nome de pascal (Pa) em homenagem a Blaise Pascal (1623-1662), um matemático e cientista francês: 1 Pa = 1N/m2. Outra unidade relacionada, usada algumas vezes para expressar pressão, é o bar, que é igual a 105 Pa. A pressão atmosférica no nível do mar é aproximadamente 100 kPa ou 1 bar. A pressão atmosférica real em qualquer local depende das condições do tempo e da altitude.

No início do século XVII, acreditava-se que a atmosfera não tinha peso. Evangelista Torricelli (1608-1647), que foi discípulo de Galileu, inventou o barômetro (Figura 1) para mostrar que a atmosfera tinha peso. Um tubo de vidro com mais de 760 mm de comprimento, fechado em uma ponta é completamente cheio com mercúrio e invertido dentro de um prato que contém mais mercúrio. Deve-se ter cuidado para que o ar não entre no tubo. Parte do mercúrio escorre quando o tubo é invertido, mas uma coluna de mercúrio permanece no tubo. Torricelli argumentou que a superfície de mercúrio no prato sofre a força total, ou peso, da atmosfera terrestre. Como não existe ar (e, conseqüentemente, não existe pressão atmosférica) acima do mercúrio no tubo, este é empurrado para cima no tubo até que a pressão na base, relativa à massa da coluna de mercúrio,equilibre a pressão atmosférica. Portanto, a altura da coluna de mercúrio é uma medida da pressão atmosférica; logo, ela variará à medida que a pressão varie.




A pressão atmosférica padrão, que corresponde à pressão típica no nível do mar, é suficiente para suportar uma coluna de mercúrio de 760 mm de altura. Em unidades SI, essa pressão é igual a 1,01325 x 105 Pa. Essa mesma pressão seria alcançada com uma coluna de ar de 1m2 (Figura 2). A pressão atmosférica padrão define algumas unidades comuns, que não são do SI, usadas para expressar as pressões de gases, como a atmosfera (atm) e o milímetro de mercúrio (mmHg). A última unidade é também chamada torr, em homenagem a Torricelli.


Figura 2. Ilustração da forma com que a atmosfera da Terra exerce pressão na superfície do planeta. A massa de uma coluna de atmosfera com exatamente 1m2 de seção transversal e estendendo-se até o topo da atmosfera da atmosfera exerce força de 1,01 x 105 N.


Podemos usar vários dispositivos para medir as pressões em gases em sistemas fechados. Os calibradores de pneus, por exemplo, medem a pressão do ar nos pneus de automóveis e bicicletas. Nos laboratórios usamos, algumas vezes, um dispositivo chamado manômetro. Um manômetro opera baseado em um princípio similar ao barômetro.




Referência:

BROWN, T.L., LEMAY, H. E., BURSTEN, B. E. - Química, A Ciência Central, 9ª Edição; São Paulo : Pearson Prentice Hall, 2005.


 

Enquete

Qual recurso você mais utiliza para estudar?
 

Veja Também...

Banner