Pressão no topo da montanha. Introdução. Materiais Necessários

Transcrição

1 dução Use uma simples montagem para comprovar a variação da pressão atmosférica quando subimos para grandes altitudes. Experimento sugerido por Paul Doherty, físico do museu Exploratorium de San Francisco. Cadastrada por Lucas Assis Material - onde encontrar em supermercados e farmácias Material - quanto custa até reais Tempo de apresentação até 30 minutos Dificuldade fácil Materiais Necessários Segurança seguro * 1 recipiente vazio e resistente (tipo pote de maionese); * 1 balão de aniversário; * 1 canudinho; * Cola super bonder; * Tesoura; * Transferidor (ou modelo impresso); * Bomba de vácuo e câmara. Materiais utilizados. Bomba de vácuo Câmara

2 Passo 1 Mãos à obra Corte um pedaço do canudinho (aproximadamente metade). Cortando o canudinho.

3 Passo 2 Pressione uma das extremidades do canudinho e corte suas beiradas, como indicado nas fotos abaixo. Note que, abrindo a parte cortada, o canudinho torna-se uma haste com pés. Extremidade pressionada, cortando a beirada. Parte cortada aberta.

4 Passo 3 Corte o balão um pouco acima de seu meio (ver foto abaixo). Cortando o balão.

5 Passo 4 Passe cola em torno da boca do recipiente escolhido. Passando cola ao redor da boca.

6 Passo 5 Cubra a boca do recipiente, esticando o balão cortado no Passo 3. Tome cuidado para não tocar na cola. Recipiente coberto com o balão.

7 Passo 6 Os cortes feitos nas beiradas do canudinho possibilitam a abertura da extremidade, formando pés para ele. Use-os para colar o canudinho ao balão esticado (ver foto abaixo). Colando o canudinho ao balão.

8 Passo 7 Fixe o transferidor na lateral da boca do recipiente, não encostando na parte esticada do balão. Ele serve como referência para observar o deslocamento do canudinho. Procure, então, deixar a linha dos 90 paralela ao canudinho, na construção. Clique aqui para obter o pdf com o modelo do transferidor usado. Montagem pronta!

9 Passo 8 Subindo a montanha Leve o dispositivo para um local com altitude maior e veja o que acontece! A foto abaixo foi tirada no Pico da Bandeira, a 2364m de altitude. Nossa montagem foi preparada em Belo Horizonte, cuja altitude é de 858m. Montagem à 2364m. Montagem à 2364m. Montagem à 858m. Montagem à 2364m. Montagem pronta!

10 Passo 9 De volta ao laboratório Coloque a montagem dentro da câmara para vácuo, ligue a bomba e observe a posição do canudinho. Veja também o nosso vídeo abaixo. Observe que, ao desligarmos a bomba, o balão entra no recipiente. Discutiremos isso nos próximos passos. Veja o vídeo!

11 Passo O que acontece As fotos abaixo mostram o resultado obtido quando levamos o medidor para o Pico da Bandeira com altitude de 2364m (medida com um GPS). Nosso medidor foi construído em Belo Horizonte, cuja altitude é 858m. Note que o balão que cobre o recipiente estufa e isso desloca a haste de canudinho. Mas porque isso acontece? À medida que nos afastamos do centro da Terra (subimos para locais com altitude maior), a atmosfera torna-se cada vez mais rarefeita. Isso significa que a densidade de gases diminui. Essa redução dos gases tem como consequência a redução da pressão atmosférica. Lembrando que a pressão exercida por um gás é conseqüência das colisões das moléculas do gás. Se há menos moléculas, haverá menos colisões e, portanto, menor será a pressão exercida. Ao cobrirmos o recipiente com o balão, estamos aprisionando certa quantidade de moléculas de gás em seu interior, que também exercem pressão. Elevando-se a altitude e diminuindo-se a pressão atmosférica, temos uma pressão externa ao recipiente menor que a interna, já que o número de moléculas em seu interior praticamente não variou. Essa diferença de pressão faz com que o balão estufe. O mesmo acontece no caso da bomba de vácuo. Retiramos ar da câmara ligando a bomba. Isso reduz a pressão externa e, com a pressão interna maior que a externa, o balão estufa. Desligando a bomba de vácuo, a pressão no interior da câmara volta a ser igual à pressão atmosférica. Isso faz com que o balão volte à posição inicial. Porém, em nosso vídeo ele faz mais do que isso, e é empurrado para dentro. Isso indica que houve vazamento do ar aprisionado dentro do recipiente, já que é muito difícil conseguir uma boa vedação usando somente o balão. A escala (transferidor) foi usada somente como referência para se observar a variação da inclinação do canudinho, que indica variação na pressão externa.

12 Passo Possíveis problemas Como já visto anteriormente, a vedação feita ao colarmos o balão não é das melhores. Logo, o ar escapa com o passar do tempo. A foto abaixo foi tirada no topo do Pico da Bandeira, local mais alto que o anterior (2940 m). Porém, como a montagem ficou por mais de um dia parada aos 2364m, um pouco do ar aprisionado no interior do recipiente escapou. Logo, o resultado no topo do pico não foi visualmente maior que no ponto anterior. Portanto, ao fazer a experiência, procure não deixar que a montagem descanse por muito tempo, evitando-se escapar uma grande quantidade de ar. Foto tirada no topo do Pico da Bandeira: vazamento do ar aprisionado não permitiu a visualização da variação na pressão atmosférica Medida de altitude indicada no GPS: 2940m.

13 Passo Veja também Outros experimentos no pontociência com vácuo: Vácuo? Não é nada! Fervendo acetona no vácuo