Variação da densidade da água com a pressão
4 de outubro, 2010 às 12:00 | Postado em Estática de Fluidos, Termologia, termodinâmica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Quanto varia a densidade da água na superfície do mar e na fossa abissal Marianas?
Pergunta originalmente feita em http://br.answers.yahoo.com/question/
Comentário de quem fez a pergunta após a resposta abaixo: Muito obrigada prof!!! me esclareceu bastante!
A densidade da água varia muito pouco pois a água quase não varia de volume quando a pressão aumenta (não considerarei possíveis efeitos da variação da temperatura e da pressão na minha resposta).
A compressibilidade da água é cerca de 1 litro em 22.000 litros quando a pressão aumenta uma atmosfera. Desta forma, se estimarmos a pressão no fundo da fossa em 1.000 atm (fossa com 10 km de profundidade), teríamos uma redução de volume de cerca de 1.000 litros em 22.000 litros. Assim se a densidade é cerca de 1 kg/litro (1 g/cm^3) na superfície, ela será 22.000 dividido por 21.000 (1,05) vezes maior no fundo da fossa. Ou seja, menos de 1,1 kg/litro (1,1 g/cm^3).
“Docendo discimus.” (Sêneca)
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Esta formulação apresenta resultados bem diferentes dos calculados e praticados por segmentos que trabalham com água, como a tecnologia de corte com jacto d água. Para 4000atm, por exemplo, têm-se uma densidade, praticada e consagrada, de 1,127kg/litro. Bem diferente dos 1,222 se calculado da maneira aqui apresentada. Da mesma forma, o exemplo dado para as Fossa das Mariana está acima do cálculo convencional, com resultado de 1,037 e não 1,05 .
Para qual faixa de pressão este conceito é válido?
O cálculo apresentado certamente é grosseiro pois tem com pressuposto que o coeficiente de compressibilidade volumétrica da água não dependa da pressão ou da temperatura (como está explicitado no início da resposta) e seja o mesmo que em pressões próximas da atmosférica na temperatura ambiente.