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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ – UNESA FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL
LUÍS HENRIQUE FREIRE ANTAS 2012.01192694 Turma 3010
FÍSICA EXPERIMENTAL II: RELATÓRIO Nº 6 VASOS COMUNICANTES E CAPILARIDADE
Rio de Janeiro - RJ 2013
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LUÍS HENRIQUE FREIRE ANTAS
FÍSICA EXPERIMENTAL II: RELATÓRIO Nº 6 VASOS COMUNICANTES E CAPILARIDADE
Apresentação do 6º relatório acadêmico para composição do aproveitamento da disciplina de Física Experimental II da Faculdade de Engenharia Civil da Universidade Estácio de Sá – UNESA. Professor Rockfeller Maciel Pereira
Rio de Janeiro - RJ 2013
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SUMÁRIO
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INTRODUÇÃO ..............................................................................................
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1.1
OBJETIVO ......................................................................................................
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.......................................................................
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2.1
VASOS COMUNICANTES ..........................................................................
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2.2
CAPILARIDADE ...........................................................................................
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MATERIAL UTILIZADO ...........................................................................
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METODOLOGIA ..........................................................................................
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RESULTADOS ..............................................................................................
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CONCLUSÃO ................................................................................................
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REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA .............................................................
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1. INTRODUÇÃO O experimento trata do princípio de Stevin, publicado em 1586, onde o matemático e físico holandês enunciou que a pressão de um líquido independe da forma do recipiente, depende apenas da altura da coluna líquida, altura esta será a mesma para todos os vasos comunicantes. Até hoje, a importância desse princípio é vista nos sistemas hidráulicos de nossas residências, tanto na altura de uma caixa d´água que influencia na pressão interna do sistema, tanto no sistema misturador do chuveiro, que fica a meia altura, quando aberta libera a água acima das nossas cabeças. Desse modo, o princípio de Stevin foi utilizado no laboratório para apresentar seu conceito. 1.1 . OBJETIVO Avaliar se o princípio de Stevin ainda é importante nos dias atuais através de sua verificação. Ademais foi observado sobre o fenômeno da capilaridade em vasos comunicantes, onde a ascenção ou depressão capilar num vaso comunicante de pequeno diâmetro, está relacionada com a tensão superficial de um líquido em contato com a parede sólida.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: É notório que quando dois líquidos imiscíveis são colocados num mesmo recipiente eles se dispõem de modo que o líquido de maior densidade ocupe a parte de baixo e o de menor densidade a parte de cima. 2-1. VASOS COMUNICANTES Uma vez que temos um líquido inserido em vasos comunicantes, o mesmo tende atingir a mesma altura em todas as ramificações. Isso serve para demonstrar que a pressão hidrostática depende só da altura. É quase intuitivo. Segundo Stevin, a pressão absoluta num dado ponto líquido homogêneo é imcompreensível, de densidade (d) e a profundidade (h) é igual a pressão atmosférica exercida sobre a superfície deste líquido, mais a pressão efetiva. 2-2. CAPILARIDADE As forças de interação entre as moléculas do líquido e as do recipiente desempenham um importante papel. Como os capilares são caracterizados pela curvatura da superfície do líquido no seu interior, a influência da pressão de Laplace é a maior possível. P = 2 γ / r0 Onde: γ coeficiente de tensão superficial do líquido
r0 é o raio de curvatura do menisco
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Como a superfície livre do líquido é côncava, a resultante das forças de tensão superficial aponta para o exterior do líquido, mais especificamente, para o centro de curvatura do menisco. Por isso, o líquido sobe pelo tubo capilar por ação da pressão de Laplace. O líquido sobe no interior do tubo capilar até uma altura h, medida a partir do nível da superfície livre do líquido fora do tubo, que pode ser calculada partindo da seguinte igualdade: ρ. g . h = 2 γ / r0 Onde: ρ - densidade do líquido g – módulo da aceleração gravitacional
3. MATERIAL UTILIZADO: Os materiais utilizados no experimento são descritos a seguir: Seringa (precisão: 10ml); Paquímetro (marca: MITUTOYO, precisão: 0,05mm); Vasos comunicantes de 3 ramificações (marca: CIDEPE, modelo EQO4B, BP: 233732) H2O; A figura 1 apresenta o modelo de vasos comunicantes utilizados no experimento.
4. METODOLOGIA: No experimento, a metodologia utilizada seguiu os seguintes critérios à saber: Fazer a medição dos diâmetros dos tubos. Encher os vasos comunicantes com água com auxílio da seringa até atingir, aproximadamente, o nível 0, despreocupando-se de medição de volume d´água inserido; Regular os meniscos d´água dos vasos comunicantes no nível 0; Observar minuciosamente o menisco de cada um dos vasos comunicantes;
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5. RESULTADOS: No desenvolvimento do experimento foram obtidos os seguintes resultados: a) Diâmetro dos vasos comunicantes: (1) Ø13,5mm x 90° (2) Ø 7,5mm x 90° (3) Ø13,5mm x 75° b) O menisco do tubo de Ø 7,5mm x 90° apresenta leve ascensão capilar. c) O menisco do tubo de Ø13,5mm x 75° não está no mesmo alinhamento horizontal dos demais.
6. CONCLUSÃO: No experimento foi observado que os tubos (1) Ø13,5mm x 90° e o (3) Ø13,5mm x 75° apresentam um menisco levemente inferior ao tubo de (2) Ø7,5mm x 90°. Sabe-se que essa variação era de se esperar devido ao vaso comunicante ser levemente menor do que os demais, contudo, não podemos classificá-lo como capilar devido a seu diâmetro. Tal experimento serviu para demonstrar que o fluido utilizado tente a ter a mesma altura em todos os vasos comunicantes de um sistema fechado.
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REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA:
CARDOSO, Mayara Lopes. CAPILARIDADE. Disponível em: . Acesso em 05/05/2013. HERMANN, Rosana. TEORIA DOS MEIOS COMUNICANTES. Disponível em: Acesso em 05/05/2013. BIOGRAFIAS, Simon Stevin. Disponível em: Acesso em 05/05/2013. STEFENS, Cesar; VEIT, Eliane; SILVEIRA, Fernando. UMA INTRODUÇÃO AO PROCESSO DA MEDIÇÃO NO ENSINO MÉDIO. Disponível em: Acesso em 05/05/2013.
