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Laboratório I – Painel Manométrico – Fenômenos do Transporte
Profa. Karmel Lima 28/03/2012.

Objetivos: Reconhecer e operar um manômetro de tubo aberto. Utilizar o Principio de Stevin 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 líquido - ar, para minimizar ao máximo ospossíveis 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 edireita) – anote as leituras: h1 e h2, respectivamente;
h1 | h2 |
28 mm | 28 mm |

Questão 1: Avalie qual a pressão manométrica que atua sobre a superfície aberta, h1, do manômetro.
Medição pelo barômetro: | 715 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 dopainel 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 ~40s 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 deH2O 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 alturareferente à coluna de H2O dentro do tubo vertical de h4, determine Δh’:
Δh’=h3-h4
Anote todas as medidas na tabela abaixo:

Tabela 1: Dados coletados na Etapa 1 (água ) do experimento.
| Tubo em U(fluido manomet.) | Béquer (água) |
Profundidade de água no béquer | h1(mm) | h2(mm) | Δh(mm) | h3(mm) | h4(mm) | Δh’(mm) |
15 mm | 31 | 23 | 8 | 15 | 4 | 11 |
30 mm | 37 | 18 | 19 | 30 | 8 |22 |
45 mm | 41 | 13 | 28 | 45 | 14 | 31 |
60 mm | 46 | 9 | 37 | 60 | 19 | 41 |

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 = 10000 N/m³)

ΔP=γ×Δh → Variação de pressão = peso específico x variação da altura da água.

ΔP=10.000Nm3×0,011m = 110 Nm2ΔP=10.000Nm3×0,022m = 220 Nm2
ΔP=10.000Nm3×0,031m = 310 Nm2
ΔP=10.000Nm3×0,041m = 410 Nm2

Tabela 2: Diferenças de pressões manométricas (água).
Δh’ (m) | P manométrica (N/m²) |
0,011 | 110 |
0,022 | 220 |
0,031 | 310 |
0,041 | 410 |

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...
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