Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 52
Considere uma bolha de sabão. A pressão no interior da bolha é maior ou menor do que a pressão externa?
Passo 1
A questão quer saber se a pressão no interior da bolha de sabão de raio é maior ou menor do que a pressão externa .
Para entender melhor, termos que fazer o diagrama de corpo livre de metade da bolha. Isso será feito no próximo passo.
Passo 2
Na figura abaixo vemos metade da bolha. A força da pressão se opõe à duas forças: a força que a pressão externa faz sobre a bolha e a força da tensão superficial . A força da tensão superficial tem essa fórmula, porque a película de sabão forma duas superfícies. A superfície interna contribui com uma força de e a superfície externa contribui com uma força igual de .
Em outras palavras, a força da pressão interna deve ser igual à soma entre a força da pressão externa e a força da tensão superficial.
Passo 3
Reorganizando a fórmula acima, criamos uma fórmula para a diferença de pressão .
Como o raio da bolha e a tensão superficial são sempre maiores que zero, podemos dizer que:
Ou seja:
A pressão interna da bolha é sempre maior que a pressão externa da bolha!