Relatório de Hidrostática e Calorimetria Painel Manométrico

Objetivos: Reconhecer e operar um manômetro de tubo aberto. Utilizar o Principio de Steven para a calibração de um manômetro de tubo U aberto, por meio da determinação do peso específico do fluido manométrico. Além da determinação de pressão e do peso específico de um fluido (óleo).

Etapa 1: Calibração do manômetro de tubo aberto

1 - Leitura da posição da superfície do fluido manométrico (liquido azul) no tubo em U (Painel II). IMPORTANTE: A leitura deverá ser feita de modo que a direção do olhar coincida com a linha tangente á parte interna do menisco (interface entre líquido e ar), ou seja, os olhos devem estar na mesma altura que a interface líquida - ar, para minimizar ao máximo os

possíveis erros durante as medidas da posição das alturas em questão. Anote a temperatura ambiente e verifique a pressão atmosférica (através da leitura do barômetro situado no

laboratório);

2 - Feche a extremidade superior direita com o tampão (P.S. não retirar o tampão durante as Etapas 1 e 2);

3 - Leitura das posições do fluido manométrico em ambos os lados do tubo (colunas esquerda e direita) – anote as leituras: h1 e h2, respectivamente;

h1 | h2 |mm | mm |

Questão 1: Avalie qual a pressão manométrica que atua sobre a superfície aberta, h1, do manômetro.

Medição pelo barômetro: | mm |

4 - Ainda com o béquer vazio, posicione a escala (acrílico) do painel manométrico dentro do mesmo;

5 - Alinhe o zero da escala com a extremidade do tubo vertical do painel acoplado ao mesmo;

6 - Adicione H2O no béquer até que a extremidade do tubo vertical toque a superfície da H2O;

7 - Sem tocar no equipamento, aguarde ~10s e verifique se não houve alteração nas posições h1 e h2;

8 - Acrescente H2O aos poucos no béquer variando as profundidades conforme indicado a seguir e observe que a H2O subirá pelo tubo que está dentro do béquer.

Profundidades de H2O no béquer: 15mm, 30mm, 45mm e 60mm.Para cada uma das profundidades, realize a leitura das posições da coluna do fluido

manométrico em ambos os lados do tubo (sendo h1 a medida referente à coluna do lado esquerdo do tubo e h2 a medida referente à coluna do lado direito do tubo). Determine Δh:

Δh=h1-h2

Denominando a altura referente à quantidade de H2O dentro do béquer de h3 e a altura referente à coluna de H2O dentro do tubo vertical de h4, determine Δh’:

“Δh”=h3-h4Anote todas as medidas na tabela nº1 abaixo:

Profundidad Tubo em “U” Régua Béquer

e da água no béquer (mm)

H1(mm) H2(mm) ∆h(mm) diferença entre h1-h2

H3 (mm) H4(mm) ∆h(mm) diferença entre h3-h4

0 20 20 0 0 0 010 24 19 5 10 2 820 27 16 11 20 4 1630 30 13 17 30 9 2140 33 09 24 40 12 2850 36 06 30 50 15 3560 39 03 36 60 18 42

2)A partir dos dados da Tabela 1, calcule a pressão manométrica para cada uma das diferenças de altura entre as colunas de água e preencha a tabela abaixo: (Dado: γ da H2O = 1000 Kg/m³)

ΔP=γ×Δh → Variação de pressão = peso específico x variação da altura da água.ΔP=1000 Kg /m³× 0,005m = 05 Kg/m³ΔP=1000 Kg /m³x 0,011m = 11 Kg/m³ΔP=1000 Kg /m³× 0,017m = 17 Kg/m³ΔP=1000 Kg /m³× 0,024m = 24 Kg/m³ΔP=1000 Kg /m³× 0,030m = 30 Kg/m³ΔP=1000 Kg /m³× 0,036m = 36 Kg/m³

Tabela 3: Diferenças de pressões manométricas (água).Δh’ (m) | P manométrica (N/m³)0,050 | 050 |0,011 | 110 |0,017 | 170 |0,024 | 240 |0,030 | 300 |0,036 | 360 |

Questão 2: De acordo com a Lei de Pascal, o que pode ser concluído em relação às “diferenças de pressões” para os sistemas contendo água e fluído manométrico?Resp. De acordo com a lei de Pascal, que enuncia: “Quando um ponto de um líquido em equilíbrio sofre uma variação de pressão, todos os outros pontos do líquido também irão sofrer a mesma variação”, ou seja, quanto maior for a coluna de H2O em h3, a diferença da coluna de fluído manométrico é proporcional a ela.

Questão 3: A partir da Tabela 2 faça um gráfico de pressão manométrica do fluido manométrico versus Δh. Calcule o peso específico do fluído manométrico e discorra acerca do Principio de Steven baseando-se neste cálculo.Resp. “A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido em repouso é igual ao produto do peso específico do fluído pela diferença de cotas dos dois pontos.”γ=P(manométrica)Δh → peso específico =P(manométrica)÷Δ fluido manométrico

γ1=110 Nm20,008 m = 13.750Nm3 γ2=220 Nm20,019 m = 11.578,94Nm3γ3=310 Nm20,028 m=11071,43Nm3 γ4=410 Nm20,037 m = 11081,08Nm3Média = 11.870,36 Nm3

058

11161721242830353642

Questão 4: Calcule a massa específica (ρ) da água e compare com o valor encontrado na literatura para a referida temperatura de consecução do experimento.Massa específica = ρ=mV, onde m = massa e V = volume;Peso específico = γ = GV, onde V = volume e G = peso;Peso = m × aceleração da gravidade, portanto γ=ρ × g.ρ = γ g = 10.00010 = 1.000Kgm3

Questão 5: Transforme a pressão efetiva do fluido manométrico, obtida para 30 mm, para as seguintes unidades de pressão: P a, KPa, mmHg, psi e kgf./cm².

Pressão para 30 mm → 310 Nm2Nm2 para Pa → 310 Pa ou 0,31KPaKPa → 2,32 mmHgmmHg → 0,044 psiPa → kgfcm2 = 31,63 x 104

Questão 6: Encontre a pressão absoluta para cada uma das pressões manométricas obtidas nas unidades de pressão citadas no exercício anterior. Considere a pressão atmosférica local como sendo 101,2 KPa para realizar os cálculos.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1305

1015202530354045

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