Pressão hidrostática ou termidinâmica?

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Pressão hidrostática ou termidinâmica?

Mensagem por rodrigoneves em Sex Jul 15 2016, 13:16

Ao nível do mar, uma amostra de gás atmosférico é aprisionada no interior de um recipiente de paredes muito resistentes, o qual então é hermeticamente fechado. Sem mudar sua temperatura, o recipiente é levado para o vácuo, fora da atmosfera terrestre, onde a pressão do gás contido em seu interior é medida.
O valor encontrado é igual a 1 atm. Verdadeiro ou falso?
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Re: Pressão hidrostática ou termidinâmica?

Mensagem por Matheus Fillipe em Sex Jul 15 2016, 13:39

Verdadeiro. Observe, o gás foi aprisionado a pressão de 1 atm e o recipiente foi fechado. Como ele é rígido, não houve variação de volume ou de temperatura, portanto a pressão ainda é a mesma:" PV=KT ". 
Bem, mas isso não é válido só para gáses ideais, é claro.
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Re: Pressão hidrostática ou termidinâmica?

Mensagem por rodrigoneves em Sex Jul 15 2016, 19:23

Matheus Fillipe escreveu:Verdadeiro. Observe, o gás foi aprisionado a pressão de 1 atm e o recipiente foi fechado. Como ele é rígido, não houve variação de volume ou de temperatura, portanto a pressão ainda é a mesma:" PV=KT ". 
Bem, mas isso não é válido só para gáses ideais, é claro.
Pois bem, eis a minha dúvida: o que ocorre com toda a coluna de atmosfera que agia sobre o gás e não age mais?
Há algo que me intriga com relação a isso há um bom tempo. Veja, sempre lemos que a pressão atmosférica é devida ao peso do ar atmosférico (pressão hidrostática). No entanto, se essa amostra de ar é aprisionada e levada a um ambiente livre de atmosfera, diremos que a pressão do gás ali contido se deve às colisões entre as moléculas e as paredes do recipiente, estas causadas pela agitação térmica do gás (pressão termodinâmica).
O livro Tópicos de Física inclusive sugere que estimemos a massa da atmosfera com base na relação p = F/A.
Minha hipótese para conectar os dois conceitos: a gravidade faz acelerar as moléculas do ar atmosférico para baixo, intensificando as colisões entre elas. Moléculas de ar localizadas a 10 km de altitude (limite da troposfera) interagem com aquelas imediatamente abaixo delas, por causa do seu peso; estas fazem o mesmo, e assim sucessivamente, de modo que uma pressão maior recai sobre as moléculas localizadas ao nível do mar. Nesse caso, a pressão ali resultante seria maior do que se a mesma amostra estivesse livre da "coluna de ar" sobre ela.
Então a resposta à minha pergunta seria: não, será menor.
No entanto, não sei se esse raciocínio é correto, parcialmente correto ou totalmente sem sentido, por isso trouxe a dúvida e abri a discussão.
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Re: Pressão hidrostática ou termidinâmica?

Mensagem por Ashitaka em Seg Jul 18 2016, 23:09

O meu palpite é que seja "verdadeiro", pois procedimento descrito é como se tivéssemos isolado um pedaço do universo e transportado a outro lugar sem variação alguma.

Quanto à pressão ser devido ao peso ou as colisões, é uma pergunta interessante. O caminho livre médio das moléculas de ar é cerca de 0,1 um a 0 m de altitude, 16 cm a 100 km e 20 km a 300 km.
Eu diria que a colisão das partículas é mais significativa para medir a pressão do que o peso, já que a colisão com um delas daria uma "força de impulso" muito maior do que a seria sentida apenas pelo peso dela repousando. Contudo, essa sugestão do Tópicos de estimar a massa vai de encontro a isso e parece que daria um erro bem grande, até porque a densidade do ar varia bastante.
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Re: Pressão hidrostática ou termidinâmica?

Mensagem por rodrigoneves em Ter Jul 19 2016, 07:04

Ashitaka, também acho que as colisões são mais significativas. A questão é: o peso causa nelas uma aceleração para baixo, e esta por sua vez aumenta a energia envolvida nas colisões, o que reflete na pressão.
Se não for assim, então a associação corriqueira entre pressão atmosférica e peso do ar é um erro.
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