Pressão Atmosférica - compressor 03

Compressor de ar com canudo de refrigerante

De forma simples podemos dizer que a água sobe pelo canudo pelo mesmo motivo que um avião consegue voar.

Observe o formato da asa de um avião, repare como a asa é achatada na parte de baixo e curvada na parte de cima.

Vento na asa de um avião.

Quando o avião começa a se movimentar o ar passa de forma diferente entre a parte de cima e a parte de baixo da asa, ou seja, o ar passa em maior quantidade na parte de cima fazendo com que a pressão atmosférica seja menor na parte de cima e maior na parte de baixo.
Como a pressão é menor na parte de cima o avião fica mais leve, como é maior na parte de baixo o avião é empurrado para cima. Essas duas reações em conjunto geram uma força chamada “sustentação”, e é ela a grande responsável por permitir que um avião voe.

Quanto a nossa experiência, é praticamente a mesma coisa. Ao assoprar o canudo na horizontal estamos diminuindo a pressão atmosférica no topo do canudo que está na vertical. É por esse motivo a água é forçada para cima.
    

Uma explicação mais científica e detalhada pode ser obtida com base no princípio de Bernoulli e nos conceitos de pressão hidrostática, pressão cinética e pressão hidrodinâmica total. (fonte: www.pontociencia.org.br)

A pressão hidrostática é a pressão que um fluido exerce sobre a superfície de um objeto em todas as direções e sentidos. Quando o fluido é posto em movimento, surge um novo tipo de pressão, chamada pressão cinética. Ela corresponde à pressão exercida pelo fluido sobre a superfície de um objeto posto à frente do fluxo de escoamento.

A soma dessas duas pressões é chamada pressão hidrodinâmica total.

O princípio de Bernoulli diz que quanto maior a velocidade de um fluido, menor será a pressão hidrostática na direção perpendicular à direção do fluxo.

Nessa experiência, quando assopramos o canudo na horizontal criamos um fluxo de ar tangente à extremidade superior do canudo na vertical e a pressão hidrostática no interior do canudo diminui.

Como a pressão que atua na superfície do líquido situado fora do canudinho é maior (pressão atmosférica), o líquido é forçado a subir pelo interior do canudo. Ao chegar ao topo do canudo, o fluxo de ar dispersa o líquido criando um spray. (fonte: www.pontociencia.org.br)

Compressor de ar com canudo de refrigerante

O canudo não pode ser flexível (mole/fino). O correto é que seja de plástico duro para facilitar a colagem e ajuste das partes.
    

Os canudos devem ser colados de maneira que formem um ângulo de 90^o graus (ângulo reto).

A ponta do canudo na vertical, aquele que vai ficar dentro do copo com água, precisa ser colado de forma que fique posicionado na metade da ponta do canudo na horizontal (se for um pouquinho mais para cima ou para baixo não vai fazer diferença). Mas, se os canudos não estiverem nessa posição a experiência não vai funcionar.

Quanto mais próximo da água estiver o canudo na horizontal mais água vai sair pelo canudo na vertical. É que nesse caso a água terá que subir por um caminho mais curto no canudo na vertical.
    

Não precisa ser uma tampa de garrafa. Aliás, se você tiver um objeto quadrado (tipo um dado pequeno) ele vai funcionar bem melhor que a tampa de garrafa para colar os dois canudos com um ângulo de 90^o graus (ângulo reto).
    

Assopre com força, assoprar devagar não vai funcionar.

Um desafio legal para fazer com as crianças:
1) Cole um canudo inteiro (na tampa da garrafa) na posição vertical.
    
Importante: o canudo na horizontal pode ser pequeno, mas o canudo na vertical terá que ser grande.

2) Coloque um pouco de água dentro de uma garrafa pet, pouca água, apenas o suficiente para encher o fundo da garrafa.

a) Coloque um canudo de refrigerante inteiro dentro da garrafa. Importante, tem que ter água o suficiente na garrafa para que o canudo consiga tocá-la.
b) Veja quem consegue fazer a água subir até o topo da garrafa assoprando um canudo da horizontal.

Compressor de ar com canudo de refrigerante

Pais
Sempre que possível faça uma experiência junto com seu(s) filho(s). A experiência científica é pura mágica para os olhos de uma criança, aproveite a oportunidade e explique “por que” e “como” essas coisas acontecem. Tenha certeza que isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências ou Física – pressão atmosférica, pressão hidrostática, pressão cinética, Princípio de Bernoulli, etc.

Faça outras experiências
Ao invés de um copo use uma garrafa pet e não corte o canudo que vai dentro da garrafa.
Deixe a água apenas no fundo da garrafa para as crianças observarem como ela sobe pelo canudo conforme assopramos. Se estiver muito difícil você pode ir aumentando gradualmente o nível da água na garrafa.
Tente usar canudos com espessuras diferentes e veja se a experiência funciona melhor ou pior.