5.1: Pressão e Medição da Pressão

A pressão do gás é causada pela força exercida pelas moléculas de gás que colidem com as superfícies dos objetos. Embora a força de cada colisão seja muito pequena, qualquer superfície com uma área considerável sofre um grande número de colisões em um curto espaço de tempo, o que pode resultar em alta pressão.

No geral, a pressão é definida como a força exercida sobre uma determinada área: 

A pressão é diretamente proporcional à força e inversamente proporcional à área. Assim, a pressão pode ser aumentada, quer aumentando a quantidade de força, quer diminuindo a área sobre a qual é aplicada; a pressão pode ser diminuída diminuindo a força ou aumentando a área.

A unidade SI de pressão é o pascal (Pa), com 1 Pa = 1 N/m², onde N é o newton, uma unidade de força definida como 1 kg·m/s². Um pascal é uma pequena pressão; em muitos casos, é mais conveniente utilizar unidades de quilopascal (1 kPa = 1000 Pa) ou bar (1 bar = 100.000 Pa). A pressão também pode ser medida utilizando a unidade atmosfera (atm). 

Medição da Pressão

A pressão atmosférica, a força exercida pela atmosfera na superfície da terra, é medida com um barómetro. Um barómetro é um tubo de vidro fechado em uma extremidade, cheio de líquido não volátil, como mercúrio, e depois invertido e imerso em um recipiente desse líquido. A atmosfera exerce pressão sobre o líquido fora do tubo, a coluna de líquido exerce pressão dentro do tubo, e a pressão na superfície do líquido é a mesma dentro e fora do tubo. A altura do líquido no tubo é, portanto, proporcional à pressão exercida pela atmosfera.

No barómetro, o mercúrio é a escolha preferida em vez de água, uma vez que é 13,5 vezes mais denso do que a água. A pressão atmosférica pode suportar uma coluna de mercúrio com apenas cerca de 0,760 m de altura, enquanto que uma coluna de água teria de ter 10,3 m de altura. Isto torna uma coluna de mercúrio uma forma conveniente de medir a pressão.

A pressão atmosférica padrão de 1 atm ao nível do mar (101.325 Pa) corresponde a uma coluna de mercúrio com cerca de 760 mm (29,92 pol.) de altura. A pressão exercida por um fluido devido à gravidade é conhecida como pressão hidrostática, p:

em que h é a altura do fluido, ρ é a densidade do fluido, e g é a aceleração devido à gravidade.

Um manómetro é um dispositivo utilizado para medir a pressão de um gás preso em um recipiente. Um manómetro de extremidade fechada é um tubo em forma de U com um braço fechado, um braço que se liga ao gás a ser medido, e mercúrio no meio. A distância entre os níveis de líquido nos dois braços do tubo, h, é proporcional à pressão do gás no recipiente. Em um manómetro de extremidade aberta, um braço do tubo está aberto à atmosfera. Neste caso, a distância entre os níveis de líquido corresponde à diferença de pressão entre o gás no recipiente e a atmosfera. 

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 9.1: Gas Pressure.