As causas da força de sucção do chaminé
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Olá, professores! Eu não sou bom em física. Quanto à explicação para a força de sucção que existe nos chaminés – “a força de flutuação que se forma porque a densidade do ar externo ao chaminé é maior do que a densidade dos gases dentro da chaminé” – eu nunca consegui entender isso. Como o ar do lado de fora afeta o que está lá dentro? Eu simplesmente não consigo entender. Alguém que seja gentil poderia me explicar, por favor? É como se a água desse flutuação ao barco, mas, no que diz respeito aos objetos que estão no barco, acho que ela não oferece flutuação alguma. Não ser bom em física é realmente um problema.
O princípio de o material flutuar quando colocado debaixo d’água é o mesmo: diferença de densidade
Quando a temperatura é alta, a densidade é baixa; assim, no ciclo seguinte, há uma força de sucção
Quero dizer, o ar está do lado de fora da chaminé. Como ele consegue chegar até o interior da chaminé?
Quero dizer, o ar está do lado de fora da chaminé. Como ele consegue chegar até o interior da chaminé?
Quero dizer, o ar está do lado de fora da chaminé. Como ele consegue chegar até o interior da chaminé?
A diferença de temperatura entre os gases dentro e fora da chaminé causa uma variação na densidade dos gases. Essa diferença de densidade gera uma diferença de pressão, ou seja, a força que impulsiona o fluxo dos gases pela chaminé, superando assim as resistências presentes. O estado de pressão negativa na parte inferior da chaminé é a causa da força de sucção que se gera nessa região. De acordo com a fórmula para a força de sucção, h_suc = H(γ_ar – γ_gás), pode-se concluir que os fatores que influenciam a força de sucção do chaminé são três: H, γ_ar e γ_gás. (1) Influência da altura H: De acordo com a fórmula, quanto maior for H, ou seja, quanto mais alta for a chaminé, maior será a força de sucção. Quanto menor for H, ou seja, quanto mais baixa for a chaminé, menor será a força de sucção. (2) Influência da temperatura do ar: De acordo com a fórmula, quando H e γ permanecem constantes, quanto maior for o valor de γar, ou seja, quanto mais baixa for a temperatura do ar externo, maior será a força de sucção. É o mesmo chaminé: com a mesma abertura da válvula, a força de sucção no inverno é maior do que no verão, e à noite é maior do que durante o dia. Isso acontece porque, no inverno e à noite, a temperatura do ar externo é mais baixa do que no verão e durante o dia, fazendo com que o valor de γ seja maior. (3) Influência da temperatura dos gases de escape: De acordo com a fórmula, quando H e γ permanecem constantes, quanto maior for o valor de γ, menor será a temperatura dos gases de escape, e, portanto, menor será a força de sucção. Quanto menor for o valor de γ, maior será a temperatura dos gases de escape, e, consequentemente, maior será a força de sucção. Quando um novo forno começa a funcionar, a força de sucção do chaminé é muito baixa. Por isso, os operários costumam acender um fogo na parte inferior da chaminé, a fim de aumentar a temperatura dos gases dentro dela e, assim, aumentar a força de sucção. É por esse motivo que se faz isso. Ao projetar chaminés, é necessário levar em consideração todos os fatores mencionados acima em relação à força de sucção, sem se concentrar apenas em um aspecto e negligenciar os demais. Por exemplo, quanto mais alta for a chaminé, maior será a força de sucção, mas ela também não pode ser excessivamente alta. Quanto mais alta for a chaminé, maior será a necessidade de uma base sólida, e a qualidade da construção também precisa ser melhorada. Por isso, o custo aumenta. Além disso, quanto maior a temperatura dos gases de escape, maior será a força de sucção. No entanto, à medida que os gases de escape levam consigo mais calor, aumenta também o consumo de energia térmica, o que reduz a eficiência térmica do forno. A temperatura do ar ao redor não depende da vontade das pessoas. No entanto, na concepção das chaminés, deve-se levar em consideração o clima da região, determinando a temperatura adequada com base na maior temperatura verão naquela área. Portanto, ao projetar chaminés, é necessário levar em consideração todos os fatores, avaliar prós e contras, e realizar um projeto adequado. Ao determinar a força de sucção do chaminé, para garantir que a força mínima necessária seja atingida, é preciso fazer os cálculos com base na temperatura máxima no verão e na umidade máxima do ar na região.
Quero dizer, o ar está do lado de fora da chaminé. Como ele consegue chegar até o interior da chaminé? Há um cilindro interno de concreto e aço separando, não é?
Hmm, você pode colocar um pouco de gasolina em algo em forma de coluna e colocá-lo na água, para ver se o óleo vai flutuar. :)
Eu coloquei meio frasco de gasolina na água, mas a gasolina não reagiu. Por quê?