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Mecânica dos fluidos

Pressão em física: definição, tipos, unidades e propriedades

Pressão em física: definição, tipos, unidades e propriedades

Pressão é a magnitude física que mede a força exercida sobre uma unidade de área aplicada em uma direção perpendicular a ela. Pode ser calculado dividindo a força aplicada pela área sobre a qual essa força é aplicada.

A fórmula matemática para calcular a pressão é:

Pressão = Força / Área

Essa magnitude física pode ter efeitos diferentes dependendo do contexto em que é aplicada. Por exemplo, na dinâmica dos fluidos e na mecânica dos fluidos em particular, a pressão está relacionada a propriedades como densidade e altura do fluido. Muitos fenômenos físicos, como a flutuabilidade e a operação de fluidos em tubulações e sistemas hidráulicos, dependem da pressão.

No campo da energia nuclear, a pressão em um reator nuclear é importante para garantir a transferência eficiente de calor, controlar a reatividade, manter a integridade do sistema de contenção, garantir a segurança e contribuir para a eficiência energética.

Tipos de pressão

Existem os seguintes tipos:

  • Pressão hidrostática: aquela exercida por líquidos que não podem ser comprimidos sobre os objetos que estão em contato com eles.

  • Pressão absoluta: é a soma da força por unidade de área de um determinado sistema e a do ar que o envolve.

  • A pressão manométrica (também chamada de pressão relativa) é a diferença entre absoluta (verdadeira) e atmosférica.

  • Pressão atmosférica: é a força por unidade de área que o ar exerce sobre a superfície terrestre. Ao nível do mar, 1 atm é igual a 101325 Pa.

  • Arterial ou sangue: quando nos referimos à força exercida pelo sangue na superfície interna das artérias.

  • Osmótica: é a força exercida por unidade de área de uma solução contra uma membrana semipermeável fechada.

Unidades de pressão

A unidade de pressão no sistema internacional de unidades é o pascal (Pa), em homenagem a Blaise Pascal. Um pascal é a pressão exercida por uma força total de um newton atuando uniformemente em um metro quadrado (Pa = N / m2).

O Pascal (Pa) é uma unidade pequena e, às vezes, é conveniente usar outras unidades de medida:

  • Milímetro de mercúrio (mmHg): é uma unidade que ainda é usada para medir a pressão na medicina, meteorologia, aviação e equivale a 133.322 387 415 Pa.

  • bar. O uso desta unidade é aceito dentro do SI, embora não seja recomendado. É frequentemente usado porque tem um valor muito próximo de 1 atm. 1 bar = 100.000 Pa

  • Hectopascais (HPa): Esta unidade é usada em meteorologia e é igual a 100 Pa.

  • Atmosfera (atm): A atmosfera é uma unidade que indica a pressão que a atmosfera terrestre produz em média na superfície terrestre.

  • Kiloponds por centímetro quadrado (kp/cm2): Esta unidade é usada em engenharia. O kilopond é igual ao peso de uma massa de um quilograma (9,8 N).

  • Libra de força por polegada quadrada (lbf/in²): é uma unidade que pertence ao sistema anglo-saxão. Para se referir a ela, também é usada a sigla psi (libras-força por polegada quadrada).

Como a pressão é medida na física?

Na física, a pressão é medida usando uma variedade de instrumentos e técnicas, dependendo do sistema ou fenômeno que está sendo estudado. aqui estão alguns exemplos:

  1. Manômetros: são usados ​​para medir a pressão em gases e líquidos. Esses instrumentos medem a pressão com base na deformação de um elemento sensível à pressão ou medindo a altura de uma coluna de líquido em equilíbrio com a pressão.

  2. Barômetros: Os barômetros são instrumentos projetados especificamente para medir a pressão atmosférica.

  3. Sensores de pressão: Em aplicações mais avançadas, são usados ​​sensores de pressão eletrônicos que convertem a pressão em um sinal elétrico.

  4. Tubos em U: Uma extremidade do tubo é conectada ao sistema onde a pressão deve ser medida e a outra extremidade é mantida aberta ou conectada a um ponto de referência conhecido. A diferença de altura dos fluidos nos dois lados do tubo em U fornece uma medida da diferença de pressão.

Pressão em líquidos, sólidos e gases

La presión en líquidos, sólidos y gases se comporta de manera diferente debido a las propiedades intrínsecas de cada estado de la materia como podrás ver a continuación:

Presión en líquidos

En los líquidos, la presión se transmite de manera isotrópica, es decir, en todas las direcciones por igual de acuerdo con el principio de Pascal.

Pressão em física: definição, tipos, unidades e propriedadesLa presión en un líquido depende de la profundidad a la que se encuentra y de la densidad del líquido. A mayor profundidad, la presión aumenta debido al peso del líquido que se encuentra por encima. Esto se debe a la presión hidrostática, que es el resultado de la fuerza ejercida por el peso del líquido sobre un área determinada.

La presión hidrostática se calcula utilizando la fórmula P = ρgh, donde P es la presión, ρ es la densidad del líquido, g es la aceleración debida a la gravedad y h es la altura o profundidad del líquido.

Presión en sólidos

En los sólidos, la presión se manifiesta como una fuerza aplicada en una superficie determinada. La presión en un sólido es el resultado de la distribución de la fuerza sobre el área de contacto.

A medida que aumenta la fuerza aplicada, la presión también aumenta. La presión en los sólidos se puede calcular dividiendo la fuerza aplicada entre el área sobre la cual se aplica esa fuerza.

Presión en gases

En los gases, la presión se debe a las colisiones de las moléculas del gas contra las paredes del recipiente que lo contiene. A mayor cantidad de moléculas o mayor energía cinética de las moléculas, habrá más colisiones y, por lo tanto, mayor presión.

La presión de un gas se puede calcular utilizando la ley de los gases ideales, que establece que la presión es directamente proporcional a la temperatura absoluta y al número de moléculas presentes, e inversamente proporcional al volumen.

Esta ley se expresa matemáticamente como P = nRT/V, donde P es la presión, n es el número de moles de gas, R es la constante de los gases ideales, T es la temperatura absoluta y V es el volumen del gas.

La presión en las personas

En el contexto de la salud, la presión se refiere comúnmente a la presión arterial, que es la fuerza ejercida por la sangre contra las paredes de las arterias mientras el corazón late y se relaja. La presión arterial se expresa mediante dos valores: la presión sistólica y la presión diastólica.

  • Presión sistólica: Es el primer valor registrado al medir la presión arterial y representa la presión en las arterias cuando el corazón se contrae y bombea sangre hacia el cuerpo.

  • Presión diastólica: Es el segundo valor registrado y representa la presión en las arterias cuando el corazón se relaja entre latidos.

A pressão arterial é medida em milímetros de mercúrio (mmHg) e é expressa como uma fração, por exemplo, 120/80 mmHg. O primeiro número (a pressão sistólica) é maior porque é medido durante a contração do coração, enquanto o segundo número (a pressão diastólica) é menor porque é medido durante o relaxamento do coração.

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Data de Publicação: 18 de novembro de 2021
Última Revisão: 16 de julho de 2023