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Comportamentos da água

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Só para lembrar

> Estados de agregação: descreve os modos como as moléculas de água se acomodam em blocos, em pacotes fluidos ou em simples parceria. Cada estado de agregação caracteriza um aspecto físico diferente para a água: um bloco de gelo, uma poça de água ou algo que não se vê ( o vapor). A água pode ser encontrada, comumente, nos três estados de agregação: sólido (gelo), líquido e vapor.

> Aplicando-se uma barra metálica bem quente sobre um pedaço de gelo pode-se observar sua transformação para o estado líquido. A fumacinha que se desprende ainda é água no estado líquido, em forma de minúsculas gotículas. Se você , não é vapor, nem gás!


Água pode ser sólida (gelo), líquida e em 
forma de vapor

> Observando-se a água em recipientes de formatos diferentes, em repouso e sob a ação da gravidade, constata-se que ela toma a forma do recipiente que a contém. Água não tem forma própria.

> Tome três recipientes graduados de formatos diferentes. Ponha água no primeiro e anote seu volume. A seguir, verta essa água no outro e, por fim, passe-a no último. Anotou os volumes em cada recipiente? O volume aumentou? Diminuiu?


O volume permanece o mesmo!

> O volume da água não é alterado ao passar de um recipiente para outro, mesmo que ele tome formas diferentes.

A estranha película superficial

> Abrindo-se uma torneira verifica-se que a água jorra livremente. Fechando-se aos poucos a torneira conseguimos faze-la gotejar.

As gotas que caem assumem a forma (quase) esférica. Parte do porque disso é o comportamento das moléculas da superfície da gota. São todas atraídas para um lado só; para dentro da gota. Veja ilustração disso na gota de água -- clique aqui --, do trabalho anterior.

A outra parte do porque é a aparente perda de peso durante a queda livre da gota. Isso será uma regra do nosso jogo da Ciência que veremos mais adiante.

Essas moléculas da superfície, juntas, constituem um espécie de película elástica, tal qual uma bexiga de borracha das festas de aniversário. Isso dá à superfície livre das águas um comportamento especial denominado tensão superficial.

> Você já observou que certos insetos podem andar sobre a superfície da água, sem afundar suas patinhas? Temos a impressão de que tal superfície é recoberta por uma película invisível. As patinhas dos insetos deformam ligeiramente essa película, sem conseguir rompê-la. Agora não há mais mistérios nem suposições, é fácil dizer o porque: a tensão superficial.

> Ponha, com cuidado uma lâmina de barbear (ou uma pequena lâmina de papel alumínio) sobre a superfície da água. Observe de lado a depressão que o peso da lâmina formou na película da superfície.


A invisível película superficial da água

> Com alguma habilidade, você conseguirá fazer uma agulha de aço, dessas de costurar, boiar na água. Apóie-a sobre os dentes de um garfo; faça que as pontas do garfo “furem” a água, com cuidado, e vá afundando o garfo. A agulha ficará boiando na água, depois de retirado o garfo. Observe que a película parece curvar-se, passando por debaixo da agulha. Aguarde vários experimentos explorando a tensão superficial da água.

Comprimindo a água

A ilustração abaixo mostra um frasco com dois gargalos; ele está cheio de água. Comprima uma das rolhas. O que acontece com a outra?


Não se consegue apertar a água

> A água é muito pouco compressível; na prática, é quase impossível reduzir o seu volume. Sob a influência de um acréscimo de pressão de uma atmosfera técnica métrica ( 1 atm ) o volume ocupado por um litro de água, ou seja 1 000 centímetros cúbicos, diminui de cerca de 1/20 de centímetro cúbico, ou ainda, 1/ 20 000 l/atm (litro/atm).

Os vasos comunicantes

Verta água em um tubo plástico recurvado em U. Observe os níveis das superfície livres da água nos dois ramos. Pode explicar por que estão à mesma altura?


Mesmo líquido ... mesmo nível

> Adapte um funil a cada extremidade de um tubo de borracha ou de plástico. Ponha os funis assim interligados à mesma altura e verta água em um deles. A água desce pelo tubo e alcança o mesmo nível, no outro funil.
Experimente elevar um dos funis, mantendo o outro imóvel. Que acontece?

> Em vasos comunicantes, um líquido atinge a mesma altura em todos os ramos, ficando com as superfícies livres num mesmo plano horizontal.


Vasos comunicantes

> Os bules, os regadores e chaleiras são vasos comunicantes de uso doméstico. Para verter seu conteúdo, como devemos proceder?

> Os pedreiros utilizam diariamente os níveis de água. Nada mais é que uma longa mangueira de plástico transparente contendo água. O ajudante mantém o nível de água de um dos ramos em uma determinada altura e o pedreiro, na outra extremidade, ajusta e marca esse nível para seu uso.

Abrindo poços artesianos

Há poços onde a água aflora até a abertura e chega mesmo a jorrar acima da superfície do solo. Para compreender esse tipo de poço, chamado artesiano (perfurados pela primeira vez em Artois, província da França), basta fazer uma simples experiência com vasos comunicantes, como a que ilustramos abaixo:


Um repuxo!

O que fizemos foi trocar, um dos funis de nosso sistema de vasos comunicantes, por um tubo afilado, tipo conta-gotas. Observe que a água jorrará sob pressão até certa altura, tal como um poço artesiano em miniatura. O jato não alcança o mesmo nível da água no funil, em parte, devido à resistência imposta pelo ar ao seu movimento e, em parte, pelos atritos internos no tubo.

> As camadas rochosas da superfície da Terra, dispostas como ilustramos abaixo, podem ser permeáveis ou impermeáveis à água. Nas permeáveis as águas as atravessam, passam através delas. Nas impermeáveis as águas não atravessam. Águas cercadas por paredes impermeáveis comportam-se como águas dentro de um cano de plástico.


Explicando os poços artesianos

>Suponha que uma camada arenosa, permeável, esteja intercalada entre duas camadas impermeáveis, de argila. A água infiltra-se na cabeceira do extrato arenoso, e vai formar nele um lençol de água.

O manancial de água da ilustração acima, corresponde ao funil na ilustração de nosso modelo de repuxo. O poço, à direita, indica o nível superior da camada aquosa. Ele corresponde ao nosso tubo afilado, onde se observa o repuxo.
Repare que o poço artesiano foi perfurado próximo à parte mais baixa do lençol de água. A água jorra sob pressão, tendendo a atingir o nível do reservatório (o lago, no caso).

> O sistema de distribuição de água, numa cidade, baseia-se no princípio dos vasos comunicantes: o reservatório central é localizado na parte mais alta da cidade. Mediante um sistema de canos, válvulas, caixas e torneiras tem-se água disponível nas pias, chuveiros etc.


Distribuição da água residencial


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