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Líquidos não miscíveis em equilíbrio

Simon Stevin foi um engenheiro e matemático que demonstrou que a pressão no interior de um líquido depende apenas da profundidade e não da forma do recipiente.

Na figura acima temos um tubo em forma de U que contém dois líquidos diferentes, o líquido A e o líquido B, que não se misturam, isto é, são miscíveis. Vamos considerar as pressões p1 e p2 nos pontos 1 e 2, localizadas em um mesmo nível horizontal que passa pela superfície de separação entre os líquidos A e B.

Sendo pontos do mesmo líquido (A) em repouso, da primeira consequência da lei de Stevin, podemos dizer que ambas as pressões são iguais, isto é:

P1 = P2

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Se novamente aplicarmos a Lei de Stevin, poderemos encontrar o valor de p1 e p2, sendo assim, temos:

p1=p0A.g.hA

p2=p0B.g.hB

Em que, nas equações acima, p0 é a pressão atmosférica e hA e hB são as alturas das superfícies livres dos líquidos A e B em relação aos pontos 1 e 2, isto é, em relação a reta horizontal que passa pela superfície de separação entre os dois líquidos.

Se igualarmos as duas equações p1 e p2, obteremos:

p0A.g.h= p0B.g.hB

ρA.h= ρB.hB

De acordo com a equação acima, e também tomando como base a figura acima, podemos dizer que ρA.<hB e hAB.

Líquidos não miscíveis, de densidades diferentes, ficam em equilíbrio em níveis diferentes
Líquidos não miscíveis, de densidades diferentes, ficam em equilíbrio em níveis diferentes
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

(Uncisal) Em um laboratório, as substâncias são identificadas no rótulo pelo nome e por algumas propriedades químicas. No intuito de descobrir qual a substância armazenada num frasco no qual o rótulo foi retirado, um estudante aplicado de física propôs um experimento. Foram colocados num sistema constituído por vasos comunicantes o líquido desconhecido e álcool. Como são líquidos imiscíveis, é possível estimar a densidade do líquido medindo a altura das colunas líquidas a partir da superfície de separação desses líquidos. Esses valores são mostrados na figura a seguir. Consultando a tabela com os valores das densidades de alguns líquidos, disponível nesse laboratório, é provável que o líquido desconhecido seja:

 a) a nitroglicerina.

b) o hexano.

c) o mercúrio.

d) a água.

e) o benzeno.

Questão 2

(Unifesp) O sistema de vasos comunicantes da figura contém água em repouso e simula uma situação que costuma ocorrer em cavernas: o tubo A representa a abertura para o meio ambiente exterior e os tubos B e C representam ambientes fechados, onde o ar está aprisionado.  

 Sendo pA a pressão atmosférica ambiente, pB e pC as pressões do ar confinado nos ambientes B e C, pode-se afirmar que é válida a relação:

 

a) pA = pB > pC.

b) pA > pB = pC.

c) pA > pB > pC.

d) pB > pA > pC.

e) pB > pC > pA.

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