“Bicentenário da Independência: 200 anos de ciência, tecnologia e inovação no Brasil e 96 anos de contribuição da UFV”.
8 a 10 de novembro de 2022
Trabalho 16977
| ISSN | 2237-9045 |
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| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física dos Fluídos, Física de Plasmas e Descargas Elétricas |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | PIBITI/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Matheus Cavalcanti de Albuquerque |
| Orientador | ALVARO VIANNA NOVAES DE CARVALHO TEIXEIRA |
| Outros membros | Vinicius Damasceno Costa |
| Título | Amadurecimento de Ostwald Sob Variações de Pressão |
| Resumo | A evolução temporal do raio médio de um conjunto de bolhas de gás em meio aquoso é descrita pelo amadurecimento de Ostwald, o qual prevê o crescimento de bolhas que são maiores que uma bolha com um raio crítico, que está em equilíbrio com o meio, em detrimento das bolhas que são menores. Os fenômenos físicos que o regem são: a difusão; o equilíbrio líquido-gás (pgás = xgás + Kh - lei de Henry); o acréscimo de pressão interna devido à tensão interfacial (pgás = plíq + 2γ/r - equação de Young-Laplace). A partir destes dois últimos vemos a relação da pressão do sistema com o tamanho das bolhas e a solubilidade desse gás no meio. Neste trabalho buscamos estudar esse sistema composto por nitrogênio solubilizado em água a partir de simulações com variações sistemáticas na pressão, para observar os efeitos destas no raio médio do conjunto de bolhas, com o intuito de melhorar a compreensão de situações reais como a doença descompressiva, que pode acometer a mergulhadores por se submeterem a grandes variações de pressão. Foi utilizado o modelo de P. S. Epstein e M. S. Plesset para o cálculo da taxa de atualização de raios, enquanto a pressão foi variada de forma linear (p = p0 + αt) e, ao modificar o valor do coeficiente α, foram criados diferentes padrões a partir de combinações destas, chamados de rampas de pressão. Foi possível caracterizar e mapear os efeitos de três tipos de rampas diferentes em dois sistemas, um com volume finito e outro infinito, com crescimentos do raio médio proporcionais a t1/3 e t1/2, respectivamente. Foi observado que um aumento na pressão leva à diminuição do tamanho das bolhas e que uma redução gera crescimento. Em situações em que a pressão se torna constante há um retorno ao regime de crescimento original e, nos casos em que o valor da pressão inicial foi reestabelecida, a curva de crescimento coincidiu com o crescimento sem variação de pressão. No sistema finito foi possível notar duas situações relevantes: quando a pressão se torna zero, o sistema passa para um regime análogo ao do sistema infinito (R ~ t1/2), o que foi confirmado analiticamente neste trabalho; e nos casos em que os sistemas foram comprimidos e normalizados, devido aos efeitos gerados pelas rampas na concentração do meio, foi observado que o raio médio se torna maior do que o raio médio de um sistema sem variações na pressão por um período de tempo antes de voltar a coincidir com o crescimento sem variações na pressão. Em suma, este trabalho teve êxito no que se propôs, na medida em que buscava caracterizar os efeitos da pressão. Especialmente esse último resultado que demonstra que o retorno à pressão atmosférica após um mergulho, por exemplo, gera uma maior expansão das bolhas presentes nos tecidos e, com isso, as simulações desenvolvidas neste trabalho podem ajudar a encontrar melhores procedimentos para o retorno à pressão inicial em situações que envolvem variações de pressão. |
| Palavras-chave | Amadurecimento de Ostwald, Bolhas, Variação de pressão |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
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