terça-feira, novembro 03, 2009

A Experiência de Torricelli

Escrevi isso em resposta a uma pergunta de uma aluna (por e-mail). Publiquei no meu outro blogue, mas deixo aqui também para registro:


… em 1643, ano em que Torricelli realizou a sua experiência não se acreditava que o vácuo (ausência de matéria) pudesse existir. Assim, naquela época, explicava-se que a água subia por um tubo quando a ar era sugado por um dos lados, como uma tendência natural de se evitar a formação do vácuo - ou seja, a água preencheria um tubo para ocupar o lugar do ar que foi retirado. Essa explicação até que é razoável, mas não explica porque só é possível puxar água, por bomba de sucção, até uma altura de 10 metros…

Torricelli imaginou que talvez a água não subisse pelo cano para preencher o espaço vazio… mas que subia empurrada pelo ar fora do cano. Aí vem o conceito de pressão. Segundo Torricelli, o ar exerce uma força sobre tudo que está imerso no ar, e essa força distribuida por toda a parte se chama pressão. Pois bem, em um tubo ou cano com uma ponta mergulhada na água e a outra ponta no ar temos que a pressão do ar fora do cano e dentro dele são iguais e fica tudo em equilibrio. Mas quando uma bomba de sucção retira o ar dentro do tubo a pressão lá dentro fica menor do que a pressão do ar fora do tubo. Aí o equilibrio se desfaz e surge uma força sobre a superficie o líquido empurrando a água para dentro do tubo. Bom, até aqui não parece muito diferente da explicação anterior não é? Mas tem uma diferença fundamental… acontece que a pressão atmosférica tem um valor limite (não vou dizer fixo, porque condições metereológicas podem afetar em pequena escala). A pressão do ar consegue empurrar a água para cima somente até a altura de 10 metros, e se no lugar de água usarmos o mercúrio, o ar só vai conseguir empurrar para cima até 76 centímetros. Se o cano for até uma altura de 12 metros, a bomba vai puxar a água até 10 metros e teremos mais 2 metros de vácuo (ou quase) - ou seja, a água não vai preencer o espaço vazio.

A experiência que Torricelli fez demonstrou que estava certo - ele preencheu um tubo com mercúrio, emborcou o tubo numa vasilha cheia de mercúrio, destampou o tubo e a coluna baixou até 76 centímetros, restando vácuo no espaço acima. Percebeu até que a altura da coluna variava conforme a hora do dia ou as condições do tempo.

Então Torricelli demonstrou que:
1 - o vácuo pode existir
2 - o ar exerce pressão
3 - é possível determinar o valor da pressão comparando com a coluna de um líquido.

Veja mais sobre essa experiência (com imagens para ilustrar) aqui:
http://www.searadaciencia.ufc.br/tintim/fisica/pressao/tintim5-2.htm

2 comentários:

Anônimo disse...

Caro Prof. meus parabéns pela didática, são professores como vc que fazem a diferença!

Anônimo disse...

isso tudo que eu li aqui,é tudo a ver,isso me ajudou muito mas muito mesmo,e em breve eu irei dirar um dez em fisica.....#uruuumeaguarde2anoooo......obrigado pessoal