Pressão

A pressão, p, de um fluido sobre uma superfície é definida como sendo a força normal exercida pelo fluido por unidade de área da superfície.

Quando a força é medida em newton (N) e a área em metros quadrados (m²) a unidade de pressão é o newton por metro quadrado (N/m²), que se denomina por pascal, que é a unidade S.I. de pressão. No sistema inglês a unidade mais comum para medir a pressão é a libra-força por polegada ao quadrado, ou psi.

O aparelho mais usado para medir a pressão é designado por manómetro, havendo vários tipos de manómetros, como exemplos tem-se contrapeso, Bourbon, mercúrio, entre outros.

As pressões são também expressas em altura de uma coluna de fluido sob a ação da gravidade.

Os manómetros de mercúrio são usados para dar leituras de pressão em polegadas ou milímetros de mercúrio. A conversão destas unidades à força por unidade de área exige que se tenha a força exercida pela gravidade sobre a coluna de mercúrio e esta é obtida pela expressão:

F = (m  a) / g_c

Onde g é a aceleração local da gravidade.

A massa, m, da coluna de mercúrio é dada pela seguinte equação:

m = A h ρ

Em que A é a área da seção reta da coluna de mercúrio, h é a sua altura e ρ é a massa volúmica.

Estas equações podem ser usadas para eliminar m dando origem à expressão:

F / A = p = h ρ g/g_c

Uma vez que a densidade do mercúrio depende da temperatura, a pressão a que uma dada altura de coluna de líquido corresponde depende da temperatura da coluna. Quando não há menção expressa, considera-se que a temperatura é de 0 ⁰C.

Outra unidade de pressão frequentemente usada é a atmosfera, proveniente da força gravitacional que atua sobre o ar acima da superfície terrestre. Em virtude desta ser uma grandeza variável, é usual empregar a atmosfera normal, igual a 14,696 psi ou 29,921 inHg a 0 ⁰C.

É de notar que a definição básica da atmosfera normal é 1 atm = 101 325 Pa. O bar é uma outra unidade de pressão e é igual a 0,9869 atm ou a 1×10⁵ Pa.

A maior parte dos manómetros dá leituras que representam a diferença entre a pressão medida e a pressão da atmosfera ambiente. Estas pressões são conhecidas como pressões relativas (manométrica, se estiver acima da pressão atmosférica, vazio ou vácuo para pressões abaixo da pressão atmosférica).

Nos cálculos termodinâmicos é indispensável usar pressões absolutas.

p_absoluta = p_manométrica + p_atmosférica

p_absoluta = p_atmosférica – p_vazio

Bibliografia

Perry, John H., «Chemical Engineer’s Handbook», New York, McGraw-Hill Book Comp., 6ª Ed., 1984.