Empuxo e estabilidade e Densímetros.
Reunindo as Leis de Gay-Lussac (transformação isobárica), de Charles (transformação isovolumétrica) e de Boyle-Mariotte (transformação isotérmica), em uma só, que pode ser aplicada a qualquer transformação sofrida por um gás ideal. Trata-se da equação geral dos gases, que é expressa pela seguinte relação:
O i representa o estado inicial e o f o estado final do gás.
Observe que, caso uma das três variáveis permaneça constante, a equação geral dos gases se transforma nas leis de Gay-Lussac, de Charles e de Boyle-Mariotte.
Lei de Gay-Lussac (transformação isobárica), sob pressão constante:
Lei de Charles (transformação isovolumétrica), sob volume constante:
Lei de Boyle-Mariotte (transformação isotérmica):
O francês Paul Clapeyron, no século XIX, constatou que para 1 mol (6,02 . 1023 moléculas) de um gás perfeito:
Este valor obtido é chamado de “constante universal dos gases perfeitos” e é simbolizado por R.E se a amostra do gás tiver n mols, então:
Essa equação é chamada de Lei geral dos gases perfeitos ou Equação de Clapeyron.
Princípio Arquimedes
A descoberta de como calcular o empuxo foi o Arquimedes. Foi filósofo, matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo grego.
Descobriu que todo o corpo imerso em um fluido em equilíbrio, dentro de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido oposto à este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo.
Assim:
Onde:
=Empuxo (N)
=Densidade do fluido (kg/m³)
=Volume do fluido deslocado (m³) g=Aceleração da gravidade (m/s²)
Exemplo:
Em um recipiente há um líquido de densidade 2,56g/cm³. Dentro do líquido encontra-se um corpo de volume 1000cm³, que está totalmente imerso. Qual o empuxo sofrido por este corpo? Dado g=10m/s²
Observação:
O valor do empuxo não depende da densidade do corpo que é imerso no fluido, mas podemos usá-la para