Tensão Superf. - tampa de garrafa

Tensão Superficial - água na tampa de garrafa

A água consegue se equilibrar encima da tampa de garrafa por causa da força da tensão superficial.

Tensão superficial é um efeito que acontece na camada superficial de um líquido, no nosso exemplo a água. Esse efeito cria uma camada elástica na superfície dos líquidos com força suficiente para segurar a água na borda da tampa.

Essa camada elástica é tão resistente que alguns objetos ou seres vivos conseguem ficar sobre a água sem afundar.
    
Importante, o mosquito não está flutuando, repare que as patas do mosquito, da mesma forma que o clipe de papel, estão curvando a água sem romper aquela camada elástica formada pela tensão superficial.

Esse efeito ocorre porque as moléculas no interior de um líquido são atraídas umas pelas outras em todas as direções.

           
A água é formada juntando 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio. Esses 3 átomos, quando estão juntos, formam a molécula da água – H₂O.

Existe uma brincadeira chamada cabo de guerra, é quando duas ou mais pessoas puxam as pontas de uma corda para disputar quem é mais forte. Mas, se as pessoas possuírem forças iguais, nenhuma das duas vai sair do lugar porque a força nas duas pontas da corda se anula.

É isso que acontece no interior dos líquidos. As moléculas são atraídas umas pelas outras em todas as direções, e isso faz com que a força de atração seja anulada.

Acontece que na superfície dos líquidos as moléculas são atraídas para baixo e para os lados, mas não para cima. É essa força de atração que cria uma camada elástica capaz de suportar o peso de alguns objetos e insetos. 

Lembre: isso é diferente de flutuar. Se você jogar um pedaço de madeira na água ela vai flutuar, mas se você jogar um clipe na água ele vai afundar. O clipe só não afunda se tiver o peso certo, o formato certo e se for colocado sobre a água da forma certa.

Tensão Superficial - água na tampa de garrafa

Essa experiência é mais legal de fazer usando uma moeda. Mas, parte da experiência pode ser avaliar quantas gotas de água a tensão superficial consegue segurar encima da tampa e da moeda.
    
Importante: por causa da borda mais alta a moeda consegue segurar mais água que a tampa de garrafa.

A tampa de garrafa precisa ficar sobre uma superfície lisa, plana e que não balance. A pia da cozinha costuma ser um bom local.

Não pingue a gota muito próxima da água que já está na tampa porque a tensão superficial vai fazer com que a gota role e cai fora da tampa.
    
Mas, você também não pode pingar a gota muito longe da tampa porque a velocidade com que a gota vai cair pode romper a força da tensão superficial e derramar a água que já está sobre a tampa. Faça testes, veja qual a distância ideal para pingar as gotas.

O ideal para fazer essa atividade é usar um conta-gotas. Mas, se não tiver um você pode substituir por uma colher pequena, um frasco de remédio ou uma seringa. Cada objeto vai formar uma gota com tamanho diferente.

Para fazer essa experiência a tampa precisa estar bem limpa, não pode ter restos de sujeira, gordura ou detergente. Lave bem a tampa com água antes de fazer essa atividade.

Tensão Superficial - água na tampa de garrafa

Pais
Sempre que possível faça a experiência junto com seu(s) filho(s). Procure explicar o resultado da experiência, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.
Use duas tampas/moedas para ver quem consegue pingar mais gotas sobre os objetos sem derramar a água.

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:
Ciências – para explicar o que é uma molécula, átomo, água, como se formam as gotas de água, etc.
Física - quando falar sobre a tensão superficial dos líquidos, densidade dos corpos, membranas, tensão superficial e as forças de adesão e coesão da água, etc.

Outras experiências que os alunos podem fazer:

1) Tentar pingar gotas sobre a tampa/moeda usando água com um pouco de sabão.
R) Não vai funcionar porque o sabão diminui a força da tensão superficial impedindo a água de se manter sobre a tampa/moeda.

2) Encher um copo com água para observar que esse efeito acontece mesmo em objetos maiores, como, por exemplo, a boca de um copo.

3) Pingar gotas sobre uma superfície impermeabilizada, como, por exemplo, um plástico ou uma folha de papel alumínio e usar um palito para mover as gotas. Dessa forma os alunos podem ver que o formato da gota não se desmancha mesmo quando é empurrada por um palito por causa da força da tensão superficial.