Mostre por que a agua não seria um bom fluido para ser usado com um barômetro pelo cálculo da altura à qual pressão atmosférica que a elevaria em um tubo de vidro, compare esse resultado como do mercúrio, dados
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente vai mostrar por que a água não é uma boa escolha para um barômetro. Para isso, vamos calcular a altura que a pressão atmosférica pode elevar a água em um tubo de vidro e comparar com a altura que o mercúrio alcança. Vamos precisar usar conceitos de pressão e densidade dos líquidos. As informações que temos são:
- Densidade da água,
- Densidade do mercúrio, usando
, ou seja,
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como funciona um barômetro. A ideia é equilibrar a pressão atmosférica com a pressão exercida pela coluna de líquido no tubo. A pressão atmosférica (
) é igual à pressão da coluna de líquido, que depende da densidade do líquido (
), da aceleração da gravidade (
) e da altura da coluna (
). A fórmula que relaciona tudo isso é:
Passo 3
Vamos calcular a altura que a água precisaria ter no barômetro para equilibrar a pressão atmosférica. Reorganizando a fórmula para encontrar
:
Sabemos que a pressão atmosférica padrão é aproximadamente
. Substituindo os valores:
Então, a coluna de água precisaria ter cerca de 10,3 metros de altura.
Passo 4
Agora, vamos fazer o mesmo cálculo, mas com o mercúrio. A densidade do mercúrio é 13,5 vezes a da água:
Usando a mesma fórmula:
A coluna de mercúrio precisaria ter apenas cerca de 76 centímetros de altura.
Passo 5
Comparando os dois resultados, vemos que a água precisaria de uma coluna muito alta (10,3 metros) para equilibrar a pressão atmosférica, o que não é prático para um barômetro. Já o mercúrio, por ser muito mais denso, precisa de uma coluna muito menor (0,76 metros). Por isso, o mercúrio é usado em barômetros em vez da água.
Resposta
A água não é um bom fluido para barômetros porque exigiria uma coluna de aproximadamente 10,3 metros para equilibrar a pressão atmosférica, enquanto o mercúrio necessita de apenas 76 centímetros, tornando-o muito mais prático para esse uso.
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