1 Objectivo. 2 Material. 3 Procedimento. Experiências de demonstração relacionadas com fluidos.

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Cecília de Almada Mirandela
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1 Estudo do Meio Físico-Natural I P04 - Fluidos 1 Objectivo Experiências de demonstração relacionadas com fluidos. 2 Material Vários recipientes de plástico, palhinhas, tubos flexíveis ou mangueiras, copo, água, sal. 3 Procedimento 1. Pressão de um líquido (a) Faça 3 ou 4 pequenos orifícios, um acima do outro, ao longo do lado de um recipiente (garrafa ou embalagem) vazia de plástico. (b) Cubra os buracos com fita adesiva ou com algo que desempenhe o papel de rolha. (c) Encha o recipiente com água. (d) Coloque o recipiente num tabuleiro ou numa bacia e retire a fita (ou rolha). (e) Observação pretendida: O fluxo de água do buraco que se encontra mais abaixo tem um alcance maior do que os outros buracos situados acima dele. (f) Explicação: A água na parte inferior do recipiente está sujeita a uma força devido à altura de água que encontra no recipiente acima do buraco. Como o ar, a água tem pressão. A pressão da água depende, como esta experiência mostra, da profundidade da água. Muitas cidades bombeiam água para tanques elevados. Isto é feito para se obter uma pressão suficiente para que a água suba pelos canos nas casas das pessoas através de tubos debaixo da terra. 1 / 5

Pressão de um líquido (a) Faça 3 ou 4 pequenos orifícios, um acima do outro, ao longo do lado de um recipiente (garrafa ou embalagem) vazia de plástico.

2 2. Compressão de ar (a) Vire um copo por forma a que fique com a sua entrada em contacto com a superfície da água. Baixe lentamente o copo. (b) Observação pretendida: A água irá entrar um pouco no copo. (c) Explicação: A água está a forçar a que o ar fique confinado num volume menor, ou seja o ar está a ser comprimido. Ar comprimido é utilizado em algumas máquinas para produzir trabalho. 3. Conta gotas improvisado (a) Pegue numa palhinha e num recipiente com água, se tiver possibilidade use um corante alimentar na água. (b) Insira uma extremidade da palhinha dentro da água. (c) Sem retirar a palhinha da água tape com um dedo (por exemplo o dedo indicador) a extremidade que não está na água. (d) Mantendo o dedo a tapar a extremidade levante a palhinha por forma a que deixe de tocar na água. Verifique o que acontece. (e) Deixe de tapar a extremidade da palhinha por um breve instante. Verifique o que acontece. (f) Observação pretendida: Enquanto que o dedo tapa a extremidade da palhinha o líquido deve permanecer na palhinha. Quando removemos o dedo, o líquido deve escorrer. (g) Explicação: Ao levantarmos a palhinha com o dedo a tapar, sai uma pequena quantidade de líquido, o que faz com que a pressão do ar dentro da palhinha diminua (pois o volume disponível para o ar aumentou). O ar que está a uma pressão maior na parte de baixo da palhinha evita que o líquido saia do interior da palhinha. 2 / 5

Ar comprimido é utilizado em algumas máquinas para produzir trabalho. 3.

3 4. Atomizador Um atomizador é um vaporizador que permite pulverizar um perfume, uma laca, etc. Podemos construir um atomizador rudimentar usando uma palhinha (a) Adicione uma fenda numa palhinha de papel a cerca de 1/3 a partir de uma extremidade (ver figura). (b) Dobre a palhinha pela fenda e coloque a secção mais curta num copo com água. Certifique-se a fenda não está a mais do que 0.5 cm acima da superfície da água. (c) Sopre com força na extremidade da palhinha que não está dentro de água. (d) Observação pretendida: A água vai subir pela palhinha e, eventualmente, sair através da fenda como um spray. (e) Explicação: O fluxo de ar soprado sobre a parte superior da fenda reduz a pressão nesse ponto e fazendo com que a água se desloque para cima em direcção à fenda. Quando chega à fenda o fluxo de ar faz com que a água seja separada em pequenas gotas. Agora já sabemos como funcionam por exemplo os sprays de limpeza de janelas. 5. Sifão (a) Coloque um recipiente quase cheio de água sobre a mesa e um recipiente vazio de aproximadamente o mesmo tamanho numa cadeira ao lado da mesa. (b) Encha um tubo de borracha ou mangueira com água e mantenha a água dentro do tubo tapando as duas extremidades. (c) Coloque uma das extremidades do tubo no recipiente sobre a mesa e coloque a outra extremidade no recipiente sobre a cadeira. Observe o que acontece. (d) Quando a água deixar de fluir, troque a posição dos recipientes (tendo cuidado para que não entre ar no tubo). Observe o que acontece. (e) Em seguida, tente repetir o procedimento com os dois recipientes em cima da mesa. 3 / 5

(b) Dobre a palhinha pela fenda e coloque a secção mais curta num copo com água. Certifique-se a fenda não está a mais do que 0.5 cm acima da superfície da água.

4 (f) Observação pretendida: A água vai fluir desde que o nível de água num recipiente esteja a uma altura maior do que o nível de água no outro (ou seja não interessa o volume, interessa é se o ponto de contacto do líquido com a atmosfera está num ponto mais elevado em relação ao mesmo ponto no outro recipiente). (g) Explicação: Há duas questões principais relacionadas com o funcionamento de um sifão: por que razão o líquido flui a partir do reservatório superior para o reservatório inferior e por que é que o líquido sobe pelo tubo do sifão. A primeira questão é básica: os líquidos fluem a partir do nível mais alto para o nível mais baixo porque o local mais baixo tem menor energia potencial - por exemplo a água flui para baixo ao longo de uma encosta. Isto não dependente do tipo de ligação entre os recipientes ou seja é independente de ser uma ligação directa ou com curvas. Relativamente à segunda questão, o líquido consegue subir pelo tubo do sifão, devido, principalmente, à pressão atmosférica. Um líquido flui sempre de uma região de pressão mais elevada para outra de pressão mais baixa. O líquido no recipiente de cima que se encontra à pressão atmosférica sobe pelo tubo para uma região de pressão mais baixa. O fluxo de subida da água num sifão não viola o princípio da continuidade, porque a massa de água que entra no tubo e que flui para cima, é igual à massa de água que flui para baixo e sai do tubo. Um sifão não viola o princípio da conservação da energia, porque a perda de energia potencial gravitacional à medida que o líquido flui a partir do reservatório superior para o reservatório inferior é igual ao trabalho feito para vencer o atrito do fluido à medida que o líquido flui através do tubo. Uma vez iniciado, um sifão não requer energia adicional para manter o líquido a fluir para cima e para fora do reservatório. Para água à pressão atmosférica normal, a altura máxima de um sifão é de aproximadamente 10 m (para o mercúrio a altura máxima é de 76 cm). 6. Flutuabilidade e massa volúmica A flutuabilidade depende da massa volúmica do líquido no qual o corpo se encontra submerso. (a) Deite água no frasco até três quartos da altura. (b) Com todo o cuidado introduza na água a garrafinha fechada que deve ficar a flutuar. Se não conseguir que flutue substitua-a por outra garrafa mais pequena. (c) Retire a garrafinha do frasco e introduza nela uma pequena quantidade de água. (d) Fecha a tampa e recoloca a garrafinha dentro do frasco. Desta vez deve afundar-se lentamente. Aumente ou diminua a quantidade de água dentro da garrafinha até obter o seu afundamento a pequena velocidade. (e) Retire outra vez a garrafinha; junte meio copo de sal à água do frasco e agite. (f) Volte a introduzir a garrafinha dentro da água do frasco e observe a sua nova posição. (g) Continue a adicionar à água do frasco meio copo de sal de cada vez, até perfazer dois copos. Observe a posição da garrafinha na água salgada após cada uma das adições de sal. 4 / 5

(g) Explicação: Há duas questões principais relacionadas com o funcionamento de um sifão: por que razão o líquido flui a partir do reservatório superior para o reservatório inferior e por que é que o

5 (h) Observação pretendida: Quando adicionamos sal suficiente à água o frasco pequeno consegue flutuar. (i) Explicação: O princípio de Arquimedes diz que a implusão depende da massa volúmica do líquido no qual o corpo se encontra imerso. Ao adicionarmos sal à agua estamos a aumentar a massa volúmica do líquido onde o corpo se encontra imerso. O mesmo acontece-nos quando tomamos banho no mar. Numa piscina de água doce a força de impulsão é menor do que na água salgada do mar. 4 Curiosidade - Copo de Pitágoras Um Copo de Pitágoras permite ao seu utilizador encher o copo até uma certa altura máxima. Se o utilizador encher o copo mais do que essa altura, o líquido é derramado. A invenção deste copo é atribuída a Pitagoras. 5 / 5

Ao adicionarmos sal à agua estamos a aumentar a massa volúmica do líquido onde o corpo se encontra imerso. O mesmo acontece-nos quando tomamos banho no mar.

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