Enunciado
Física - Hewitt - Física Conceitual- Ed: 12º - Capítulo 14.Questões de Revisão - Ex. 8
Como o peso do mercúrio em um barômetro se compara com o peso de uma coluna de ar de mesma seção transversal que vai do nível do mar até o topo da atmosfera?
Passo 1
Cara, acompanha o raciocínio: a pressão em uma coluna de mercúrio de 760 mm de altura corresponde a 1 atm, ou 10,132 N/cm² (estes valores são tabelados). Quer dizer que o peso de uma coluna dessas, com seção transversal de 1 cm², será 10,132 N.
Passo 2
Agora vamos encontrar o peso de uma coluna de ar que vai até o topo da atmosfera.
Se liga, esta coluna, para chegar até o topo da atmosfera, teria aproximadamente 30 km. Com área transversal de 1 cm², podemos calcular o volume de ar:
Beleza, agora já sabemos a quantidade de ar com que estamos trabalhando. Se a densidade do ar na coluna for igual à densidade do ar atmosférico, e considerando os efeitos redutores da densidade em altitudes muito elevadas, a massa da coluna de ar será:
E o peso equivalente:
Passo 3
Olha que interessante, encontramos que o peso da coluna de mercúrio de 76 cm e 1 cm² de área transversal é quase igual ao peso de uma coluna de ar de mesma seção transversal que vai até o topo da atmosfera! E isso faz muito sentido, pois a pressão gerada pelas duas colunas são exatamente iguais.
Resposta
Os pesos são iguais.