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Mecatrónica / Propriedade física do ar
« em: Dezembro 23, 2008, 07:23:26 pm »
Propriedade física do ar
Sem a existência do ar, não haveria vida em nosso planeta. Apesar de não possuir uma forma física,
podemos notar sua presença em todos os lugares. Por ser elástico e compressível ocupa todo o espaço onde
estar contido. Sua composição principal é constituída por Nitrogênio (78,09%) e Oxigênio (20,95%). Os
resíduos de Dióxido de Carbono, Argônio, Hidrogênio, Neônio, Hélio, Criptônio e Xenônio formam os demais
componentes desta mistura gasosa que respiramos.
Compressibilidade
Um volume de ar, quando submetido por uma força exterior, como por um exemplo, em um atuador
pneumático (cilindro), seu volume inicial será reduzido, revelando uma de suas propriedades: a
compressibilidade que é mostrada na figura 1.
Elasticidade
Como já mencionado, o ar possui a propriedade de elasticidade, que faz com que, uma vez desfeita a função
da compressibilidade, este volte ao seu volume inicial (figura 2).
Difusibilidade
Em processos industriais, é comum a aplicação da “difusibilidade do ar”, que faz com que haja uma mistura
homogênea com qualquer meio gasoso não saturado (figura3).
Expansibilidade
Como mencionado anteriormente, o ar ocupa o volume total de um recipiente. Sendo assim, é importante ter
em mente esta propriedade de expansibilidade quando formos projetar qualquer reservatório de ar
comprimido, tubulações contendo tangues, ou mesmo quando se for estalar uma rede de ar comprimido. Este
importante assunto será abordado mais tarde (figura 4).
Peso do ar
Será que o ar tem peso? È possível verificar isso através de uma experiência. Se colocarmos, numa balança
de precisão, dois recipientes do mesmo formato e de peso, hermeticamente fechados, iremos notar,
obviamente, que a balança ira registrar o mesmo peso, conforme é mostrado na (figura 5).
Apenas como notação, um filtro de ar, a uma temperatura de 0ºC e ao nível do mar, pesa 1,293 X 10-3 KG.
Podemos afirma que o ar quente é mais leve que o ar frio?Quando utilizado em processos de automação industrial, notamos esta propriedade de ar comprimido.
O ar atmosférico é aspirado pelas válvulas de admissão dos compressores de ar e neste processo, o ar
comprimido atinge uma temperatura de, aproximadamente, 200ºC, tornando-se mais leve. Além disso, arrasta
consigo, partículas de valores de água para a rede de ar comprimido.
Voltaremos a nossa questão: no texto acima, mencionamos que o ar quente torna-se mais leve quando
submetido ao processo de compressão. Para comprovar isso, pode-se fazer uma experiência, semelhante á
descrita anteriormente, com a diferença que agora, ao invés de retirarmos o ar de um dos recipientes vamos
elevar a sua temperatura. Ao fazer isso, e retornarmos o recipiente de volta na balança, notaremos que
aquele com o ar mais quente estarão mais leves.
O barômetro de Torricelli
Torricelli provou que é possível medir a pressão atmosférica, presente em todos os lugares, inclusive sobre o
nosso corpo, através de seu invento, que se tornou muito famoso, o barômetro de mercúrio.
A idéia principal contida na experiência realizada por Torricelli é que ao colocar um tubo de vidro, sem ar
dentro dele e, portanto sem a atuação da pressão atmosférica, na posição vertical em um recipiente contendo
água, é possível notar que o nível deste líquido irá subir e se manter em uma determinada altura, porque a
pressão atmosférica ira exerce uma força, que se equilibrará ao peso desta coluna de água. No caso deste
liquido, especificamente, o equilíbrio se dá, quando a coluna estiver com 10,33 metros (desde que se esteja
no nível do mar e numa temperatura de 0º).
Por conta do tamanho do tubo que é necessário utilizar, a experiência torna-se muito cômoda, pois onde
conseguir um tubo de vidro de, pelo menos, 10,33 metros de altura, sem deixar que caia e se quebre?
Esta foi a mesma conclusão que Torricelli chegou. Dai, este físico teve a idéia de usar um liquido mais denso
que a água. No caso foi utilizado o mercúrio, pois uma mesma massa deste liquida, ocupa um menor volume,
em comparação com a água.
Dessa forma, Torricelli provou que a pressão atmosférica é capaz de equilibrar uma coluna de apenas 0,76m
em uma área de 1 cm2.
Sem a existência do ar, não haveria vida em nosso planeta. Apesar de não possuir uma forma física,
podemos notar sua presença em todos os lugares. Por ser elástico e compressível ocupa todo o espaço onde
estar contido. Sua composição principal é constituída por Nitrogênio (78,09%) e Oxigênio (20,95%). Os
resíduos de Dióxido de Carbono, Argônio, Hidrogênio, Neônio, Hélio, Criptônio e Xenônio formam os demais
componentes desta mistura gasosa que respiramos.
Compressibilidade
Um volume de ar, quando submetido por uma força exterior, como por um exemplo, em um atuador
pneumático (cilindro), seu volume inicial será reduzido, revelando uma de suas propriedades: a
compressibilidade que é mostrada na figura 1.
Elasticidade
Como já mencionado, o ar possui a propriedade de elasticidade, que faz com que, uma vez desfeita a função
da compressibilidade, este volte ao seu volume inicial (figura 2).
Difusibilidade
Em processos industriais, é comum a aplicação da “difusibilidade do ar”, que faz com que haja uma mistura
homogênea com qualquer meio gasoso não saturado (figura3).
Expansibilidade
Como mencionado anteriormente, o ar ocupa o volume total de um recipiente. Sendo assim, é importante ter
em mente esta propriedade de expansibilidade quando formos projetar qualquer reservatório de ar
comprimido, tubulações contendo tangues, ou mesmo quando se for estalar uma rede de ar comprimido. Este
importante assunto será abordado mais tarde (figura 4).
Peso do ar
Será que o ar tem peso? È possível verificar isso através de uma experiência. Se colocarmos, numa balança
de precisão, dois recipientes do mesmo formato e de peso, hermeticamente fechados, iremos notar,
obviamente, que a balança ira registrar o mesmo peso, conforme é mostrado na (figura 5).
Apenas como notação, um filtro de ar, a uma temperatura de 0ºC e ao nível do mar, pesa 1,293 X 10-3 KG.
Podemos afirma que o ar quente é mais leve que o ar frio?Quando utilizado em processos de automação industrial, notamos esta propriedade de ar comprimido.
O ar atmosférico é aspirado pelas válvulas de admissão dos compressores de ar e neste processo, o ar
comprimido atinge uma temperatura de, aproximadamente, 200ºC, tornando-se mais leve. Além disso, arrasta
consigo, partículas de valores de água para a rede de ar comprimido.
Voltaremos a nossa questão: no texto acima, mencionamos que o ar quente torna-se mais leve quando
submetido ao processo de compressão. Para comprovar isso, pode-se fazer uma experiência, semelhante á
descrita anteriormente, com a diferença que agora, ao invés de retirarmos o ar de um dos recipientes vamos
elevar a sua temperatura. Ao fazer isso, e retornarmos o recipiente de volta na balança, notaremos que
aquele com o ar mais quente estarão mais leves.
O barômetro de Torricelli
Torricelli provou que é possível medir a pressão atmosférica, presente em todos os lugares, inclusive sobre o
nosso corpo, através de seu invento, que se tornou muito famoso, o barômetro de mercúrio.
A idéia principal contida na experiência realizada por Torricelli é que ao colocar um tubo de vidro, sem ar
dentro dele e, portanto sem a atuação da pressão atmosférica, na posição vertical em um recipiente contendo
água, é possível notar que o nível deste líquido irá subir e se manter em uma determinada altura, porque a
pressão atmosférica ira exerce uma força, que se equilibrará ao peso desta coluna de água. No caso deste
liquido, especificamente, o equilíbrio se dá, quando a coluna estiver com 10,33 metros (desde que se esteja
no nível do mar e numa temperatura de 0º).
Por conta do tamanho do tubo que é necessário utilizar, a experiência torna-se muito cômoda, pois onde
conseguir um tubo de vidro de, pelo menos, 10,33 metros de altura, sem deixar que caia e se quebre?
Esta foi a mesma conclusão que Torricelli chegou. Dai, este físico teve a idéia de usar um liquido mais denso
que a água. No caso foi utilizado o mercúrio, pois uma mesma massa deste liquida, ocupa um menor volume,
em comparação com a água.
Dessa forma, Torricelli provou que a pressão atmosférica é capaz de equilibrar uma coluna de apenas 0,76m
em uma área de 1 cm2.
http://www.tvtecnicaarantes.com.br/manutencao.dvd/index.htm
