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...pressão é menor, a água ferve a uma temperatura inferior. Isto é, durante uma transformação em que se dá uma mudança de fase a temperatura e a pressão dependem uma da outra (T=f(P)) e, portanto, não são suficientes para fixar o estado dum sistema constituído por duas fases. Como bastam duas propriedades para fixar o estado dum sistema compressível simples cada um destes estados pode ser representado por um ponto num sistema de coordenadas cartesianas onde se marcam os valores destas propriedades nos eixos coordenados. Normalmente, algumas das propriedades que se escolhem para coordenadas são a temperatura T, a pressão P e o volume V (ou o volume específico v). Nestes sistemas de eixos coordenados, as transformações quase-estáticas são Azoto T=25ºC v=0,9 m3/kg Figura 1.12 O estado do gás é fixado pelas duas propriedades intensivas independentes, T e v. Termodinâmica I cap. 1 9representadas graficamente por linhas contínuas. Tais representações são muito úteis para visualizar a transformação, isto é, o caminho da transformação. Os ciclos são representados em qualquer diagrama por linhas fechadas, como já se viu na figura 1.11. As propriedades dum sistema são características que, directa ou indirectamente, avaliamos enquanto o sistema se encontra em determinado estado de equilíbrio. O sistema pode ter alcançado este estado através de qualquer transformação que as propriedades nesse estado são independentes da história passada do sistema. Por conseguinte, quando um sistema muda de um estado para outro: As variações das suas propriedades dependem unicamente dos estados extremos da transformação e não dos estados intermédios, do caminho seguido. 1.7 Pressão Pressão é a força exercida por um fluido perpendicularmente a uma superfície, e por unidade de área dessa superfície. A pressão num dado ponto no interior dum fluido em repouso é a mesma para todas as orientações da superfície que contém esse ponto e aumenta com a profundidade. Isto deve-se ao facto das camadas que se encontram nos níveis inferiores terem que suportar o peso das que se encontram por cima. Num reservatório que contém um gás a pressão pode considerar-se uniforme porque a densidade do gás é tão pequena que a variação da pressão com a profundidade é desprezável, como já se disse. Noutros fluidos mais densos a pressão varia na direcção vertical, como resultado da força da gravidade, mas não varia na direcção horizontal, isto é, todos os pontos que se encontram num mesmo plano horizontal dum fluido em repouso estão à mesma pressão. A unidade de pressão no Sistema Internacional é o newton por metro quadrado (N/m2) a que se chama pascal (Pa). 1 Pa= 1 N.m-2 Como esta unidade é muito pequena, na prática usam-se os seus múltiplos: quilopascal (1 kPa=103 Pa), megapascal (1 MPa=106 Pa) e bar (1 bar=105Pa). Outra unidade usada correntemente é a atmosfera padrão (valor médio da pressão atmosférica ao nível do mar) 1 atm 101 325 Pa 101,325 kPa 1,01325 bar Os aparelhos de medida da pressão denominados manómetros estão, normalmente, graduados para indicar a diferença entre a pressão do fluido Figura 1.13 Representação duma compressão no plano P-V.Termodinâmica I cap. 1 10 (pressão absoluta) e a pressão atmosférica. A esta diferença dá-se o nome de pressão relativa, ou manométrica. Para pressões inferiores à pressão atmosférica, os aparelhos de medida indicam a diferença entre a pressão atmosférica e a pressão absoluta do fluido, a que se dá o nome de vácuo ou pressão de vácuo. O que acabou de se mencionar está ilustrado na fig. 1.14 Prel Pabs Patm (para pressões superiores a Patm) Pvac Patm Pabs (para pressões inferiores a Patm) Sempre que não seja dito o contrário, o termo pressão refere-se a pressão absoluta. Manómetro Considere o manómetro representado na figura 1.15 constituído por um tubo em U, de vidro ou plástico, contendo um líquido que pode ser mercúrio, água, álcool ou óleo e que vai ser usado para determinar a pressão de um gás contido num reservatório. Como, no seio de um gás, se pode desprezar o efeito da gravidade a pressão tem o mesmo valor em qualquer ponto no interior do reservatório e na superfície 1. Além disso, como a pressão dum fluido em repouso não varia num plano horizontal, a pressão em 2 é a mesma que em 1, ou seja P2 P1. A coluna de líquido de altura h situada acima do nível 2 está em equilíbrio. Portanto, a resultante das forças que lhe estão aplicadas terá que ser zero. Figura 1.15 Esquema dum manómetro. Prel Patm- Pvácuo Pabs Patm Pabs Pabs=0_ Figura 1.14 Pressão absoluta, pressão relativa e pressão de vácuo. Termodinâmica I cap. 1 11Fazendo o balanço das forças que actuam na coluna de líquido na direcção vertical (ver fig. 1.16) obtém-se: A P1 A Patm + Fg Fg mg ? V g ? ? h g Então P1= Patm + ? g h Nas relações anteriores, Fg é o peso da coluna de fluido, ? é a massa volúmica do fluido, suposta constante, g a aceleração da gravidade local, A é a área da secção transversal do tubo e Patm é a pressão atmosférica. A diferença entre a...

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