Hidrostática

Enche-se completamente com mercúrio um tubo de aproximadamente 1 m de comprimento. Fecha-se o mesmo com o dedo e inverte-se, colocando-o no interior de um recipiente contendo mercúrio e, em
seguida, retira-se o dedo, deixando o tubo conforme figura a seguir. Observa-se que o mercúrio do tubo desce até restar uma coluna de 76 cm.



Inclinando-se o tubo de mercúrio e mantendo-se sempre sua extremidade dentro do mercúrio do recipiente, podemos afirmar que:

a) Entrará mercúrio no tubo para manter a diferença de nível entre o mercúrio do tubo e o do recipiente
b) Não entrará mercúrio no tubo porque a pressão atmosférica não se alterou
c) Haverá uma diminuição do nível entre o mercúrio do tubo e o do recipiente, porque não houve alteração da pressão atmosférica
d) Entrará mercúrio no tubo para produzir um aumento da pressão atmosférica
e) Haverá uma diminuição da quantidade de mercúrio no tubo, porque a pressão na superfície do mercúrio, no interior do tubo, sofreu alteração

Spoiler:

Poderiam analisar cada uma das alternativas?

Vamos lá :

Na configuração de equilibrio, percebe-se que a pressao da coluna de mercurio equivale a 1 atm, pois esta também é a pressão que está presente na superficie do líquido.

Sabemos que :

P = μgh

Inclinando o tudo, estamos variando a pressão, na verdade , estamos diminuindo. Para que a pressão se mantenha constante, será necessario mais mercurio dentro do tubo, por isso , entrará mercurio no tubo, para que equilibre com a pressão atmosférica da superficie.

Em outras palavras :

μ é constante, g é constante , se P está diminuindo, devemos ter um maior h para que "volte ao equilíbrio".

O que explica o gabarito (A).

(B)
A pressão atmosférica não alterrou, correto, mas o que define a experiência em questão, é a variação de pressão no tudo devido a sua inclinação; Não entrará mercúrio, errado, vimos que será necessário, ou seja, a letra (B) não fala nada com nada.

(C)
Não tem como diminuir o nivel do mercurio do tubo e do recipiente, se diminui a do tubo, é porque saiu dele e foi para o recipiente. O que invalida a letra (C)

(D)
Entrando mercurio no tubo altera a pressão dentro do tudo, independente de tudo, a pressão atmosférica não se altera.

(E)
A pressão na superfície do mercúrio nunca sofreu nenhuma variação nessa experiência, ela foi sempre igual a pressão atmosférica.
Vimos também, atravéz da formula, afim de manter o equilibrio, que a quantidade de mercúrio aumenta, e não diminui, como afirma a letra (E)

Olá Henrique,



A pressão atmosférica, realmente não muda, permanece sempre a mesma o que varia é a pressão da coluna líquida.

Entendi. Realmente é visível que a altura diminui em relação ao nível tomado como referência, assim quando começo incliná-lo imediatamente entrará um quantidade proporcional a cada inclinação já que
a altura diminuirá.



Se H diminui pressão hidrostática diminui.

Inicialmente na minha mente ao movimentar o tubo nada aconteceria, pois a coluna não iria se modificar. Realmente ela não se modifica parecerá estática ao olhos, mas na verdade a cada inclinação uma quantidade proporcional de mercúrio entrará mantendo a altura da coluna de mercúrio (76 cmHg).

Diego,

Realmente, a coluna de liquido que está no tubo não muda, porém, se você inclinar o recipiente, você está mudando algumas características físicas.

Considere o centro de massa de todo o líquido no centro geométrico do mesmo. Ao inclinar o tubo , há uma "mudança " no peso, concorda ? É como aqueles problemas de plano inclinado, por exemplo.

Como P = F/A

Com o tubo em pé temos :

P = mg/A
mas μ = m/V .'. μV = m

P = μ.V.g/A

V = A.h

P = μ.A.h.g/A
.'.
P = μ.g.h

Porém, o tubo agora inclinado , temos :

P = mg.sen(α)/A

Analogamente á demonstração anterior, encontraremos :

P = μ.g.h.sen(α)

A pressão será máxima , então, quando α = ∏/2 , ou seja, quando o tubo estiver reto.

Fica evidente, portanto, que variando a inclinação, estaremos variando a pressão. Qualquer inclinação, a pressão ja diminui. Como a pressão diminuiu e o intuito do fluido é o equilíbrio estático, aumenta-se a coluna de mercurio dentro do tubo justamente por conta da diferença de pressão. Atingido o equilíbrio, iguala-se as pressões e cessa a entrada de liquido para dentro do recipiente.

Boa observação! Obrigado.