Teoria pneumática

Leis Físicas dos gases

Nada funciona sem pressão

 A figura seguinte indica o conceito de pressão relativa e absoluta.

Diferentes pressões em pneumática

Abreviaturas

• p_atm   A pressão atmosférica ao nível do mar vale 1,013 bar (inglês: “pressure ambient”)
• p_e      Diferença de pressão atmosférica (inglês: “pressure effective”)
• p_abs   Pressão absoluta, baseado em 0 bar ou no vácuo absoluto. (inglês: “pressure absolute”)

Unidades:

• 1 bar = 10⁵ Pa (Pascal) = 100 kPa = 10 N/cm²
• 1 Pa = 1 N/m²
• 1 atm = 1,01315 bar

Lei de Boyle/Mariotte (Robert Boyle e Edna Mariotte)

Considerando-se a temperatura constante, ao reduzir o volume, aumenta a pressão (transformação isotérmica).

Lei de Boyle-Mariotte

p ~ 1 / V quando T = constante (curva isotérmica): Cada curva pertence a uma  temperatura constante e, portanto, chama "isotérmica". As curvas formam uma função hiperbólica. Você pode explicar esse comportamento considerando as partículas do ar como moléculas, que batem contra a parede do reservatório. Se o volume é reduzido, essas partículas recebem menos espaço. Então, eles atacam mais frequentemente contra a parede do reservatório e, com isso, a pressão média aumenta.

Lei de Gay Lussac (Joseph Louis Gay Lussac)

Considerando-se a pressão constante, ao aumentar a temperatura, aumenta o volume (transformação isobárica).

V ~ T quando p = const. ( isóbaro): Se a pressão p deve ser mantida constante, então as partículas devem receber mais espaco quando tem uma temperatura mais alta. As linhas retas (V ~ T) são chamadas "isobars".

Lei de Charles (Jacques Alexandre Charles)

Considerando-se o volume constante, ao aumentar a temperatura, aumenta a pressão (transformação isotérmica)

Lei de Charles

p ~ T quando V = const. (curva isocrôna): A explicação é simples: quanto a temperatura aumenta, a velocidade das partículas também aumentam e por isso  essas partículas atingem mais freqüentemente ao parede da caixa.

Equação geral do gás

Pneumática - equação geral do gás

O gás tem a propriedade de se expandir quando a temperatura aumenta. A equação geral do gás leva em conta a influência da temperatura em uma quantidade de gás fechada.

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Exercícios:

1: Para uma instalação, uma pressão de trabalho de 6 bar deve ser gerada. O que deve ser Pabs?
2: Um compressor comprime o ar ambiente a 1/8 do seu volume. Que pressão será alcançada? Pela simplificação a temperatura permanece constante.