Pressão atmosférica na água 04

Pressão atmosférica na água

Essa experiência, conhecida como “garrafa de Mariotte”, demonstra alguns dos efeitos da pressão atmosférica. Existem formulas para calcular esse fenômeno, basta pesquisar na WEB por “garrafa de Mariotte”. Para analisar porque isso acontece nós precisamos primeiro observar alguns detalhes, por exemplo:

1) A garrafa está cheia de água e também está com a boca fechada com a tampa;
2) O ar só pode entrar na garrafa através do canudo na vertical encaixado na tampa;
3) A ponta de baixo do canudo (na tampa) está abaixo do canudo colado na garrafa (nesse caso a água não sai da garrafa);
4) Se a ponta desse canudo estiver acima do canudo colado na garrafa a água vai sair através dele. Observe que ao mesmo tempo que a água começa a sair pelo canudo na horizontal o ar entra na garrafa através do canudo na vertical.

A água sai da garrafa porque a gravidade a puxa para baixo através do canudo na horizontal, mas a água também sai da garrafa porque existe uma entrada de ar na parte de cima através do canudo na vertical. Faça uma experiência, use um dedo para fechar ponta do canudo que está na tampa e observe como a água para de sair pelo canudo na horizontal.
    

Observe também que a força do jato de água que sai pelo canudo na horizontal é sempre a mesma. Outra observação interessante é que a água não sai da garrafa se a ponta do canudo na vertical estiver abaixo do canudo na horizontal. Isso significa que a água só sai da garrafa se o ar conseguir entrar, mas o ar não consegue entrar se a ponta do canudo na vertical estiver mais baixa que o canudo na horizontal.
    
Importante: se a ponta do canudo na vertical estiver abaixo do canudo na horizontal a água não consegue sair da garrafa.

Essa experiência pode ser usada para explicar o “efeito Mariotte”, uma homenagem ao físico francês Edme Marriotte autor da experiência conhecida como “garrafa de Mariotte”.

Pressão atmosférica na água

Cuidado: essa atividade usa cola quente e ela pode causar queimaduras graves, por esse motivo a cola quente só deve ser usada com o acompanhamento de um adulto responsável. Quando precisar desse tipo de cola use sempre a pistola de cola quente, trabalhar com ela é mais seguro, ou use cola universal que é barata, fácil de encontrar e cola quase tudo.

Quanto menor o tamanho da garrafa melhor. Em garrafas grandes o canudo encaixado na tampa não vai conseguir descer muito. Se a garrafa for grande será necessário fazer o furo mais próximo da boca. Lembre, meça a altura do canudo a partir da tampa antes de fazer o furo na garrafa.

O furo na tampa precisa ter o mesmo diâmetro do canudo. Comece fazendo um furo pequeno e redondo girando a ponta da tesoura na tampa. Se o canudo não couber no furo você aumenta um pouquinho, e vai fazendo isso até o canudo encaixar perfeitamente no furo.
    
Importante: não remova o plástico do lado de dentro da tampa, ele ajuda a fechar os espaços entre o furo e o canudo.

Se estiver saindo água através do canudo menor, mesmo com a ponta do canudo maior abaixo do furo na garrafa, é porque está entrando ar na garrafa através do furo na tampa ou através do furo onde está colado o canudo na garrafa.
    
Você pode furar outra tampa para que o furo fique com o mesmo diâmetro do canudo ou envolver o canudo e a tampa com massa de modelar. A massa vai evitar que passe ar entre o canudo e o furo, mas vai continuar permitindo que o canudo maior consiga se mover dentro da garrafa.

Antes de fazer o furo na garrafa para colar o pedaço de canudo, meça o comprimento do canudo maior em relação a garrafa. O canudo maior tem que conseguir ficar abaixo do furo na garrafa para que essa experiência funcione.
    

Pressão atmosférica na água

Cuidado: essa atividade usa cola quente e ela pode causar queimaduras graves, por esse motivo a cola quente só deve ser usada com o acompanhamento de um adulto responsável. Quando precisar desse tipo de cola use sempre a pistola de cola quente, trabalhar com ela é mais seguro, ou use cola universal que é barata, fácil de encontrar e cola quase tudo.

Pais
Sempre que possível ensine ou faça junto com seu(s) filho(s) atividades manuais como construir brinquedos, fazer dobraduras, experimentos científicos simples, truques de mágica, etc. Explique os detalhes da atividade, como, por exemplo, porque as coisas acontecem, quem inventou, onde é usado, etc. Isso vai ajudar a desenvolver a curiosidade, criatividade e a autoestima da criança.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Física/Ciências - quando falar sobre pressão atmosférica, gravidade, forças de adesão e coesão da água, efeito Mariotte, etc.

Para os alunos trabalhar junto com os alunos:

1) Se fechar a ponta do canudo acima da tampa a água vai parar de jorrar pelo canudo na horizontal. Por que isso acontece?

2) O que acontece se os canudos tiverem diâmetros diferentes?

3) O que acontece se a ponta de baixo do canudo na vertical estiver mais baixa que o canudo colado na garrafa?

4) O que acontece se você assoprar por um dos canudos?

5) Coloque uma moeda embaixo do jato de água e verifique se o jato será constante, ou seja, se a água vai jorrar no mesmo ponto. Assim que a água atingir o nível mais baixo do canudo o jato vai a perder força? Por que?

6) Tire a tampa da garrafa e repita a experiência sem ela. Observe se o jato de água que sai pelo canudo na horizontal será constante.

7) Sobre o canudo encaixado na tampa: quanto menor for o tamanho desse canudo dentro da garrafa mais forte será o jato de água que vai sair pelo canudo colado na garrafa. Por que isso acontece?

8) Faça um segundo furo na garrafa, pode ser no centro da garrafa, coloque mais um canudo na horizontal e observe como a água só sai pelo canudo que está mais abaixo, por que? (importante: o segundo furo tem que estar acima da ponta de baixo do canudo na vertical).