COM O TEMA: PRESSÃO ATMOSFÉRICA O PROFESSOR DE FÍSICA, SANDRO MILBRATZ REALIZOU UM TRABALHO PRÁTICO COM AS TURMAS DO ENSINO MÉDIO
ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
A VELA QUE LEVANTA A ÁGUA
OBJETIVO:
ILUSTRAR
OS EFEITOS DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA.
MATERIAL: UM COPO DE VIDRO; UMA
VELA; UM PRATO E ÁGUA.
PROCEDIMENTO:
PROCEDIMENTO:
COLE A VELA NO PRATO COM UM POUCO DE CERA DERRETIDA. COLOQUE
ÁGUA NO PRATO.ACENDA A VELA E CUBRA COM O COPO DE VIDRO COMO MOSTRA A
FIGURA ABAIXO.DEPOIS DE CERTO TEMPO, A VELA APAGA E A ÁGUA COMEÇA A ENTRAR
NO COPO.
EXPLICAÇÃO:
QUE A VELA SE APAGA LOGO QUE É COBERTA PELO COPO, NÃO
HÁ QUALQUER DÚVIDA. ASSIM QUE O OXIGÊNIO É CONSUMIDO, PELO MENOS EM PARTE, A
COMBUSTÃO DA VELA CESSA. QUANTO À SUBIDA DO NÍVEL DA ÁGUA, A EXPLICAÇÃO CORRETA
ENVOLVE BASICAMENTE A EXPANSÃO E CONTRAÇÃO DOS GASES DO COPO, DEVIDO À VARIAÇÃO
DE TEMPERATURA. OCORRE ASSIM. QUANDO O COPO COBRE A VELA, A PORÇÃO DO AR
APRISIONADA NO COPO É RAPIDAMENTE AQUECIDA, EXPANDINDO-SE. ANTES QUE O COPO
TOQUE A ÁGUA, UMA PARCELA DESSE AR ESCAPA PELO ESPAÇO ENTRE A ÁGUA E A BOCA DO
COPO. ISSO FAZ COM QUE A DENSIDADE DO AR NO INTERIOR DO COPO SEJA MENOR DO QUE
NO EXTERIOR. ASSIM QUE A VELA SE APAGA, OS GASES NO COPO SÃO RAPIDAMENTE
RESFRIADOS, O QUE REDUZ A PRESSÃO INTERNA. A DIFERENÇA ENTRE A PRESSÃO EXTERNA
(PRESSÃO ATMOSFÉRICA) E A INTERNA É QUE FAZ COM QUE O NÍVEL DE ÁGUA NO FRASCO
SUBA.O AR QUENTE, QUE ENVOLVE A VELA, VAI RESFRIAR-SE NA MEDIDA QUE A VELA APAGA,
ENTÃO A PRESSÃO DENTRO DO COPO VAI SER MENOR E A ÁGUA É EMPURRADA PARA DENTRO
DO COPO PELA PRESSÃO ATMOSFÉRICA. A VELA APAGA PORQUE NÃO EXISTE DENTRO DO COPO
GÁS OXIGÊNIO PARA SE TRANSFORMAR EM CO2.
DESAFIANDO A GRAVIDADE
MATERIAL NECESSÁRIO: 1 COPO DE VIDRO, UM PEDAÇO DE PAPEL SULFITE DE 10 CM X 10 CM, ÁGUA.
OBJETIVOS:
-VERIFICAR A ATUAÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA, DE BAIXO PARA CIMA,
ANULANDO A FORÇA GRAVITACIONAL QUE ATUA SOBRE A ÁGUA;
-COMPREENDER QUE A PRESSÃO ATMOSFÉRICA, OU SEJA, A FORÇA EXERCIDA
PELA ATMOSFERA SUPERA O PESO DA ÁGUA SOBRE O CARTÃO E IMPEDE QUE A ÁGUA CAIA
QUANDO SE VIRA O COPO DE BOCA PARA BAIXO.
CUIDADOS:
SUGERE-SE QUE O EXPERIMENTO SEJA FEITO FORA DA SALA DE AULA OU NA PIA DE UM LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS. CASO SEJA FEITO EM SALA DE AULA, É INTERESSANTE REALIZAR O EXPERIMENTO SOBRE UMA BACIA (VASILHA), PARA QUE NÃO SEJA DERRAMADA ÁGUA SOBRE A CARTEIRA OU ATÉ MESMO SOBRE ALGUM ALUNO OU O PROFESSOR.
SUGERE-SE QUE O EXPERIMENTO SEJA FEITO FORA DA SALA DE AULA OU NA PIA DE UM LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS. CASO SEJA FEITO EM SALA DE AULA, É INTERESSANTE REALIZAR O EXPERIMENTO SOBRE UMA BACIA (VASILHA), PARA QUE NÃO SEJA DERRAMADA ÁGUA SOBRE A CARTEIRA OU ATÉ MESMO SOBRE ALGUM ALUNO OU O PROFESSOR.
PROCEDIMENTOS:
A) COLOQUE ÁGUA NO COPO ATÉ QUE ELA TRANSBORDE;
B) EM SEGUIDA, CUBRA-O COM O PEDAÇO DE PAPEL DE MODO QUE ELE GRUDE
NAS BORDAS DO COPO;
C) OBSERVE QUE NÃO FICA NENHUMA BOLHA DE AR ENTRE O PAPEL E A
ÁGUA;
D) COM UMA DAS PALMAS EM CIMA DA FOLHA DE PAPEL, VIRE O COPO DE
BOCA PARA BAIXO;
E) EM SEGUIDA, CUIDADOSAMENTE, RETIRA-SE A MÃO, SOLTANDO O PAPEL;
F) DIMINUA A QUANTIDADE DE ÁGUA NO INTERIOR DO COPO E REFAÇA A
EXPERIÊNCIA.
POR QUE ISSO ACONTECE?
QUANDO O PAPEL É PRESSIONADO PELA PALMA DA MÃO CONTRA A BOCA DO COPO, UM POUCO DESSE AR É EXPULSO. ISTO FAZ COM QUE O VOLUME EFETIVO DO AR ENTRE O NÍVEL DA ÁGUA E A FOLHA DE PAPEL DIMINUA.QUANDO O COPO É VIRADO, O AR SOBE , PASSANDO A OCUPAR TODO O VOLUME EXISTENTE ENTRE O NÍVEL DA ÁGUA E O FUNDO DO COPO. NESSE PROCESSO, O AR SOFRE UMA EXPANSÃO E A SUA PRESSÃO DIMINUI, PORQUE UM POUCO DE ÁGUA SEMPRE ESCAPA E O PAPEL DESCE UM POUCO. DENTRO DO COPO A PRESSÃO FICA MENOR DO QUE A PRESSÃO EXTERIOR.A PRESSÃO DO AR DIMINUI QUANDO ELE SOFRE UMA EXPANSÃO (MESMO EFEITO QUE ACONTECE COM A PRESSÃO PARA ALTITUDES MAIORES).PORTANTO, A PRESSÃO ATMOSFÉRICA, QUE ESTÁ AGINDO DE FORA PARA DENTRO DO COPO, É MAIOR QUE A PRESSÃO DA ÁGUA, QUE AGE DE DENTRO PARA FORA DO COPO, E QUE ISSO IMPEDE A CARTOLINA DE CAIR. A PRESSÃO ATMOSFÉRICA É CAPAZ DE EQUILIBRAR UMA COLUNA DE ÁGUA DE ATÉ 10 METROS DE ALTURA.O EXPERIMENTO NÃO FUNCIONA COM O COPO COMPLETAMENTE CHEIO DE ÁGUA POR QUE COMO O AR NÃO SOFRE EXPANSÃO NESSE CASO, A PRESSÃO INTERNA NÃO É MENOR QUE A PRESSÃO EXTERNA.SE ESSE EXPERIMENTO FOSSE REALIZADO NA LUA, A ÁGUA IRIA CAIR, POIS NA LUA NÃO HÁ ATMOSFERA (PATM=0).
POR QUE ISSO ACONTECE?
QUANDO O PAPEL É PRESSIONADO PELA PALMA DA MÃO CONTRA A BOCA DO COPO, UM POUCO DESSE AR É EXPULSO. ISTO FAZ COM QUE O VOLUME EFETIVO DO AR ENTRE O NÍVEL DA ÁGUA E A FOLHA DE PAPEL DIMINUA.QUANDO O COPO É VIRADO, O AR SOBE , PASSANDO A OCUPAR TODO O VOLUME EXISTENTE ENTRE O NÍVEL DA ÁGUA E O FUNDO DO COPO. NESSE PROCESSO, O AR SOFRE UMA EXPANSÃO E A SUA PRESSÃO DIMINUI, PORQUE UM POUCO DE ÁGUA SEMPRE ESCAPA E O PAPEL DESCE UM POUCO. DENTRO DO COPO A PRESSÃO FICA MENOR DO QUE A PRESSÃO EXTERIOR.A PRESSÃO DO AR DIMINUI QUANDO ELE SOFRE UMA EXPANSÃO (MESMO EFEITO QUE ACONTECE COM A PRESSÃO PARA ALTITUDES MAIORES).PORTANTO, A PRESSÃO ATMOSFÉRICA, QUE ESTÁ AGINDO DE FORA PARA DENTRO DO COPO, É MAIOR QUE A PRESSÃO DA ÁGUA, QUE AGE DE DENTRO PARA FORA DO COPO, E QUE ISSO IMPEDE A CARTOLINA DE CAIR. A PRESSÃO ATMOSFÉRICA É CAPAZ DE EQUILIBRAR UMA COLUNA DE ÁGUA DE ATÉ 10 METROS DE ALTURA.O EXPERIMENTO NÃO FUNCIONA COM O COPO COMPLETAMENTE CHEIO DE ÁGUA POR QUE COMO O AR NÃO SOFRE EXPANSÃO NESSE CASO, A PRESSÃO INTERNA NÃO É MENOR QUE A PRESSÃO EXTERNA.SE ESSE EXPERIMENTO FOSSE REALIZADO NA LUA, A ÁGUA IRIA CAIR, POIS NA LUA NÃO HÁ ATMOSFERA (PATM=0).
A
GARRAFA QUE ENCOLHE
OBJETIVO:
ILUSTRAR
OS EFEITOS DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA.
MATERIAL NECESSÁRIO: 1
GARRAFA DE PLÁSTICO DE 500 OU 600 ML COM TAMPA; ÁGUA DA TORNEIRA
MUITO QUENTE
PROCEDIMENTO:
1-CONSIGA UM POUCO DE ÁGUA BEM QUENTE, CERCA DE 100 ML, COLOQUE
DENTRO DA GARRAFA E APÓS ALGUNS SEGUNDOS TAMPE-A. DEPOIS, AGITE-A DURANTE ALGUM TEMPO. TENHA CUIDADO COM
A ÁGUA QUENTE.
2-EM
SEGUIDA, COLOQUE A GARRAFA EM UM RECIPIENTE (BACIA OU BALDE) COM ÁGUA FRIA.
VOCÊ PODE COLOCAR BASTANTE GELO NA ÁGUA DO RECIPIENTE.
EXPLICAÇÃO:
A ÁGUA QUENTE AQUECE TODO O AR QUE ESTÁ DENTRO DA GARRAFA. QUANDO A ÁGUA QUENTE É DESPEJADA E A TAMPA COLOCADA, O AR DENTRO DA GARRAFA COMEÇA A ARREFECER (ESFRIAR), E OCUPA MENOS ESPAÇO, POR ISSO A GARRAFA ENCOLHE, POIS AS PAREDES DA GARRAFA SÃO EMPURRADAS PARA DENTRO PELA FORÇA DA PRESSÃO DO AR FORA DA GARRAFA.ESSE EXPERIMENTO DEMONSTRA CLARAMENTE A ATUAÇÃO DA PRESSÃO EM TODOS OS PONTOS DA GARRAFA. PARA DEMONSTRAR DE MANEIRA IMPACTANTE A ATUAÇÃO DA PRESSÃO, APÓS JOGAR A ÁGUA QUENTE FORA, PODE-SE TAMPAR A GARRAFA COM UMA BEXIGA, COLOCANDO A BOCA DA BEXIGA NA BOCA DA GARRAFA E ENFIANDO O CORPO DA BEXIGA EM SEU INTERIOR. AO ESFRIARMOS A GARRAFA, PODEREMOS OBSERVAR A BEXIGA ENCHER EM SEU INTERIOR, DEMONSTRANDO A ATUAÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA.ISTO OCORRE PORQUE A ÁGUA QUENTE CAUSOU UMA EXPANSÃO DO AR DENTRO DA GARRAFA, FORÇANDO A SAÍDA DE UM POUCO PELO GARGALO. O RESFRIAMENTO CAUSOU UMA DIMINUIÇÃO DO VOLUME E UMA QUEDA DA PRESSÃO DENTRO DA GARRAFA. DESTA FORMA A PRESSÃO ATMOSFÉRICA FEZ SUA PARTE, ENCHENDO A BEXIGA.O INTERESSANTE É QUE, NO FINAL, O PONTO DE EQUILÍBRIO SERÁ ALCANÇADO COM A BEXIGA CHEIA DENTRO DA GARRAFA.COMO A BEXIGA É MUITO MAIS MALEÁVEL, ELA ACABA ENCHENDO E EVITANDO A DEFORMAÇÃO DA GARRAFA. O IDEAL NESSE CASO É UTILIZAR UMA GARRAFA MAIS RESISTENTE À DEFORMAÇÃO, DE MODO A TORNAR MAIS EVIDENTE AA DEFORMAÇÃO DA BEXIGA.
A ÁGUA QUENTE AQUECE TODO O AR QUE ESTÁ DENTRO DA GARRAFA. QUANDO A ÁGUA QUENTE É DESPEJADA E A TAMPA COLOCADA, O AR DENTRO DA GARRAFA COMEÇA A ARREFECER (ESFRIAR), E OCUPA MENOS ESPAÇO, POR ISSO A GARRAFA ENCOLHE, POIS AS PAREDES DA GARRAFA SÃO EMPURRADAS PARA DENTRO PELA FORÇA DA PRESSÃO DO AR FORA DA GARRAFA.ESSE EXPERIMENTO DEMONSTRA CLARAMENTE A ATUAÇÃO DA PRESSÃO EM TODOS OS PONTOS DA GARRAFA. PARA DEMONSTRAR DE MANEIRA IMPACTANTE A ATUAÇÃO DA PRESSÃO, APÓS JOGAR A ÁGUA QUENTE FORA, PODE-SE TAMPAR A GARRAFA COM UMA BEXIGA, COLOCANDO A BOCA DA BEXIGA NA BOCA DA GARRAFA E ENFIANDO O CORPO DA BEXIGA EM SEU INTERIOR. AO ESFRIARMOS A GARRAFA, PODEREMOS OBSERVAR A BEXIGA ENCHER EM SEU INTERIOR, DEMONSTRANDO A ATUAÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA.ISTO OCORRE PORQUE A ÁGUA QUENTE CAUSOU UMA EXPANSÃO DO AR DENTRO DA GARRAFA, FORÇANDO A SAÍDA DE UM POUCO PELO GARGALO. O RESFRIAMENTO CAUSOU UMA DIMINUIÇÃO DO VOLUME E UMA QUEDA DA PRESSÃO DENTRO DA GARRAFA. DESTA FORMA A PRESSÃO ATMOSFÉRICA FEZ SUA PARTE, ENCHENDO A BEXIGA.O INTERESSANTE É QUE, NO FINAL, O PONTO DE EQUILÍBRIO SERÁ ALCANÇADO COM A BEXIGA CHEIA DENTRO DA GARRAFA.COMO A BEXIGA É MUITO MAIS MALEÁVEL, ELA ACABA ENCHENDO E EVITANDO A DEFORMAÇÃO DA GARRAFA. O IDEAL NESSE CASO É UTILIZAR UMA GARRAFA MAIS RESISTENTE À DEFORMAÇÃO, DE MODO A TORNAR MAIS EVIDENTE AA DEFORMAÇÃO DA BEXIGA.
CANUDINHOS QUE NÃO DEIXAM O LÍQUIDO SUBIR
OBJETIVO: DEMONSTRAR
A EXISTÊNCIA DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA.
MATERIAL: COPO
COM ÁGUA; DOIS CANUDOS DE REFRIGERANTE.
PERGUNTA:
AO TOMAR AQUELE SUCO
REFRESCANTE JÁ SE PERGUNTOU COMO O LÍQUIDO SOBE PELO CANUDINHO? A DIFERENÇA DE
PRESSÃO EXPLICA TUDO.
PROCEDIMENTO:
PROCEDIMENTO:
- COLOCAR
UM CANUDO NO COPO COM ÁGUA E PEDIR PARA ALGUÉM ASPIRAR A ÁGUA PELO O CANUDO;
- DEPOIS COLOCAR OS DOIS CANUDOS DENTRO DO MESMO COPO E PEÇA PARA
SEU AMIGO ASPIRAR NOVAMENTE A ÁGUA COM OS DOIS CANUDOS JUNTOS;
- MUDAR, COLOCANDO UM CANUDO DENTRO DO COPO E O OUTRO FORA E PEDIR
PARA ELE ASPIRAR A ÁGUA SUGANDO PELAS DUAS EXTREMIDADES LIVRES DO CANUDO AO
MESMO TEMPO;
- ELE AINDA CONSEGUE BEBER?
EXPLICAÇÃO:
- COM UM CANUDINHO > PARA QUE A ÁGUA SEJA
SUGADA É PRECISO HAVER DIFERENÇA DE PRESSÃO.O LÍQUIDO SÓ SOBE PELO CANUDO SE
MODIFICARMOS A PRESSÃO EM SEU INTERIOR, COMO SE FAZ ISSO? É SÓ SUGAR QUANDO FAZEMOS ISSO, A PRESSÃO FORA DO CANUDINHO CONTINUA A MESMA, MAS A PRESSÃO
DENTRO DO CANUDO DIMINUI. O
LÍQUIDO SOBE PELA DIFERENÇA DE PRESSÃO: A PRESSÃO FORA DO CANUDO É MAIOR QUE
DENTRO DO CANUDO, EMPURRANDO O LÍQUIDO PRA CIMA. "SE COLOCARMOS UM CANUDINHO PARA
SUGAR O LÍQUIDO... TUDO NORMAL", CONTOU. "É A PRESSÃO ATMOSFÉRICA QUE
EMPURRA O SUCO PARA DENTRO DA BOCA."
- COM DOIS CANUDINHOS > OBSERVAÇÃO: “NÃO CONSEGUIMOS
INGERIR O LÍQUIDO." POR QUE ISSO ACONTECE? EXPLICAÇÃO: "O CANUDO QUE
ESTÁ FORA DO SUCO FAZ COM QUE DENTRO DA BOCA, A PRESSÃO SEJA IGUAL À PRESSÃO
EXTERNA. COM ISSO, A PRESSÃO ATMOSFÉRICA NÃO EMPURRA O LÍQUIDO PARA DENTRO DA
BOCA."
GARRAFA
CHUVEIRINHO
MATERIAL
1. GARRAFA DE PLÁSTICO COM TAMPA DE ROSCA 2. PREGO 3. ÁGUA 4. TIGELA
1. GARRAFA DE PLÁSTICO COM TAMPA DE ROSCA 2. PREGO 3. ÁGUA 4. TIGELA
COMO
FAZER
1. ENCHA A TIGELA DE ÁGUA.
2. FURE A BASE DA GARRAFA COM O PREGO E A COLOQUE DENTRO DA TIGELA.
3. COLOQUE ÁGUA DENTRO DA GARRAFA E FECHE.
4. SEGURE A GARRAFA PELA BOCA SEM APERTÁ-LA E A LEVANTE.
O QUE ACONTECE
MESMO COM A GARRAFA FURADA, ENQUANTO ESTIVER TAMPADA, A ÁGUA NÃO CAI. SE ABRIR, A ÁGUA COMEÇA A CAIR; SE FECHAR, A ÁGUA PÁRA.
1. ENCHA A TIGELA DE ÁGUA.
2. FURE A BASE DA GARRAFA COM O PREGO E A COLOQUE DENTRO DA TIGELA.
3. COLOQUE ÁGUA DENTRO DA GARRAFA E FECHE.
4. SEGURE A GARRAFA PELA BOCA SEM APERTÁ-LA E A LEVANTE.
O QUE ACONTECE
MESMO COM A GARRAFA FURADA, ENQUANTO ESTIVER TAMPADA, A ÁGUA NÃO CAI. SE ABRIR, A ÁGUA COMEÇA A CAIR; SE FECHAR, A ÁGUA PÁRA.
POR
QUE ACONTECE?
A PRESSÃO ATMOSFÉRICA, QUE AGE EM TODAS AS DIREÇÕES APLICA UMA FORÇA ATRAVÉS DOS FUROS DA GARRAFA E SEGURA A ÁGUA DENTRO. COMO ESSA PRESSÃO NÃO AGE DIRETAMENTE NA PARTE DE CIMA QUANDO ESTÁ FECHADA, A ÁGUA NÃO CAI. MAS SE DESTAMPAR, A PRESSÃO ATMOSFÉRICA ENTRA EM AÇÃO E FAZ A ÁGUA CAIR.
A PRESSÃO ATMOSFÉRICA, QUE AGE EM TODAS AS DIREÇÕES APLICA UMA FORÇA ATRAVÉS DOS FUROS DA GARRAFA E SEGURA A ÁGUA DENTRO. COMO ESSA PRESSÃO NÃO AGE DIRETAMENTE NA PARTE DE CIMA QUANDO ESTÁ FECHADA, A ÁGUA NÃO CAI. MAS SE DESTAMPAR, A PRESSÃO ATMOSFÉRICA ENTRA EM AÇÃO E FAZ A ÁGUA CAIR.
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