Prática De Laboratório

Introdução

A Hidrostática é a parte da Física que se interessa por estudar as propriedades dos fluídos, sejam eles líquidos ou gases. Entretanto, é o estudo dos líquidos e dos gases em repouso, sob ação de um campo gravitacional constante, como ocorre quando estamos na superfície da Terra.

As leis que regem a hidrostática estão presentes no nosso dia-a-dia, mais do que podemos imaginar. Elas se verificam, por exemplo, na água que sai da torneira das nossas residências, nas represas das hidrelétricas geradoras de energia elétrica que utilizamos e na pressão que o ar exerce sobre tudo que há na superfície.

 

Referencial Teórico

Densidade

A densidade (também massa volúmica ou massa volumétrica) de um corpo define-se como o quociente entre a massa e o volume desse corpo. Desta forma pode-se dizer que a densidade mede o grau de concentração de massa em determinado volume. O símbolo para a densidade é ρ (a letra grega rô) e a unidade SI para a densidade é quilogramas por metro cúbico (kg/m³).

Densidade relativa é a relação entre a densidade da substância em causa e a massa volúmica da substância de referência (a água é geralmente tomada como referência). É uma grandeza adimensional, devido ao quociente. Quando se diz que um corpo tem uma densidade de 5, quer dizer que tem uma massa volúmica 5 vezes superior à da água (no caso dos sólidos e líquidos).

Há uma pequena diferença entre densidade e massa específica. A massa específica, embora definida de forma análoga à densidade, contudo para um material e não um objeto, é propriedade de uma substância, e não de um objeto. Supõe-se que o material seja homogêneo e isotrópico ao longo de todo o volume considerado para o cálculo, e que este seja maciço. Um objeto oco pode ter densidade muito diferente da massa específica do material que os compõem, a exemplo os navios. Embora a massa específica do aço seja maior do que a massa específica da água, a densidade de um navio - assumido uma estrutura "fechada", é certamente menor do que a da água.

Para líquidos e gases as expressões densidade e massa específica - dadas as propriedades físicas destes estados - acabam sendo utilizadas como sinônimos.

A densidade ou mais especificamente a massa específica da água à pressão normal e à temperatura de 25 °C, é de 1,00 g/cm³, e a 4 °C, onde se atinge sua densidade máxima, é de 1,03 g/cm³ (a água apresenta dilatação anômala).

O gelo ou, água no estado sólido, possui uma massa específica inferior àquela apresentada pela água em seu estado líquido (0,97 g/cm³), propriedade rara nos líquidos, que se explica pela polaridade da molécula da água e pelo aumento da distância média entre partículas. O mesmo ocorre geralmente com as substâncias que estabelecem pontes de hidrogênio, como os alcoóis.

Determinando a densidade

A densidade de um corpo poderá ser determinada pela quantidade de massa que o corpo possui dividido pelo volume que esta massa ocupa. A densidade pode ser determinada pela expressão matemática:

Exemplo: Uma caixa com algodão cuja massa é de 200g, ocupa o volume de 2000 cm³. Então sua densidade será:

Note que se a unidade de massa é indicada em g (gramas) e o volume em cm³ (centímetros cúbicos), a densidade será indicada como g/cm³(gramas por centímetros cúbicos).

Densidade da água

Temperatura (°C) Densidade (kg/m³)

100 958,4

80 971,8

60 983,2

40 992,2

30 995,6502

25 997,0479

22 997,7735

20 998,2071

15 999,1026

10 999,7026

4 999,9720

0 999,8395

A densidade da água em quilogramas por metro cúbico (sistema SI) em várias temperaturas em graus Celsius. Os valores abaixo de 0 °C se referem à água em sobrefusão.

 

Densidade