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Série Primeiro Contato: Ar


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

Introdução
O ar está presente em todo lugar sobre a superfície da Terra. Ele ocupa praticamente todo o espaço próximo e ao redor da terra que não esteja preenchido por líquido, sólido ou outros gases. Ele é importante para a manutenção da maioria das formas de vidas, tanto animais quanto vegetais.

Nós devemos entender as propriedades dessa substância que não podemos ver, mas que é vital para nossa sobrevivência. Nós sabemos e podemos facilmente demonstrar que o ar pode ser sentido, ocupa espaço, tem peso, exerce pressão e pode se expandir.

Entender esses fatos sobre o ar tornará mais fácil estudar o clima, o crescimento das plantas e a
aerodinâmica.

O ar realmente existe?
Experimento - 01

Abane o seu rosto com uma folha de papelão. Você sente algo, mas não pode vê-lo. O papelão não toca em você e não há nada a mais no momento em que você abana que não estivesse presente antes ou não esteja presente depois do movimento. Assim, o que você sentiu deve ser o ar. 
Se você usar uma folha de papel de caderno, em lugar de papelão, observará certa dificuldade para se abanar, pois o papel irá dobrar (a menos que você se abane bem vagarosamente!). Isso mostra que o ar exerce certa resistência ao movimento de objetos mergulhados nele.

Como podemos mostrar que o ar ocupa espaço?
Experimento - 02

Encha um balão de ar. O ar preenche o espaço dentro do balão.


Experimento - 03

Encha um béquer, até um pouco acima d a metade, com água. Coloque um pouco de corante na água. Coloque um tubo de ensaio com a abertura para baixo. A água não entra no tubo de ensaio porque o ar ocupa aquele espaço. Incline o tubo de modo que um pouco de ar saia. A água agora pode entrar, ocupando o espaço deixado pelo ar que saiu.


O ar possui peso?
Experimento - 04

Infle dois balões a um mesmo tamanho. Amarre cada bico com um fio, fazendo um laço. Prenda com uma fita adesiva, pelo lado inverso ao bico, a uma vareta - um balão em cada ponta. Suspenda a vareta pelo centro de modo que os dois balões fiquem equilibrados na horizontal. Um aluno pode segurar na frente da classe de modo que todos possam ver os balões equilibrados na 'balança'.

Desfaça o laço de um dos balões, deixando o ar sair. O balão inflado irá inclinar a vareta para baixo porque é mais pesado do que o balão sem ar.


O ar se expande quando aquecido?
Experimento - 05

Coloque uma bexiga/balão na boca de uma garrafa de vidro. Coloque a garrafa sobre o bico de Bunsen (ou da chama de uma lamparina a álcool). O balão irá inflar à medida em que o ar na garrafa se aquecer e vai se expandindo. (Um adulto deve executar este experimento com uma luva térmica. As crianças não devem se aproximar muito enquanto o recipiente estiver quente.)


O ar exerce pressão?
Experimento - 06

Ponha um livro sobre uma bexiga vazia. Encha a bexiga com ar (isso pode ser feito usando uma mangueirinha de borracha, látex ou plástica) e veja a elevação do livro.  Do mesmo modo, o ar no pneu suporta o peso do carro.


Experimento - 07

Pegue um galão de lata com tampa de rosca. Coloque um copo de água no galão. Ponha o galão destampado sobre o bico de Bunsen e deixe ferver por vários minutos. O vapor irá forçar o ar para fora do galão. Tire da chama e rosqueie a tampa logo em seguida. Deixe o galão resfriar e observe ele ficar amassado. À medida em que o vapor dentro do galão resfria e se condensa,
não haverá mais nada a exercer uma pressão do lado de dentro e a lata é amassada pela pressão do ar do lado de fora. (Um adulto deve executar este experimento com uma luva térmica. As crianças não devem se aproximar muito enquanto o recipiente estiver quente.)


Experimento - 08

Encha um frasco ou um copo de vidro com água. Coloque um cartão por sobre a boca (o cartão deve ser fino e apenas um pouco maior do que a boca do recipiente). Mantenha o cartão pressionado firmemente contra a boca, vire o recipiente de cabeça para baixo. Solte o cartão. Ele não cai mesmo que o peso da água pressione o cartão para baixo. A pressão do ar, que é de cerca de  1 kgf por cm2, é maior do que a pressão exercida pelo peso da água. O ar exerce forças de pressão em todas as direções. Recomenda-se fazer este experimento sobre uma pia ou uma bacia para o caso de ocorrer um acidente e a água cair.


Sifão também demonstra a pressão exercida pelo ar

Experimento - 09

Encha um béquer com água e coloque-o próximo à borda de uma mesa. Coloque um vidro vazio sobre uma cadeira logo abaixo. Encha uma mangueira de borracha de mais ou menos 60 cm de comprimento com água e, fechando com os polegares as extremidades, coloque as pontas dentro de cada recipiente. Solte as duas extremidades ao mesmo tempo e a água irá fluir mangueira acima a partir do béquer cheio de água e depois descerá para o vidro vazio. Esse aparente desafio às leis da gravidade é levado a cabo pela pressão do ar. À medida em que a água flui, por gravidade, do ponto mais alto da mangueira para o vidro vazio, um vácuo parcial é criado nesse ponto mais alto. A pressão do ar sobre a água no béquer mais alto força então a água em direção ao vazio criado. Pode-se usar esse princípio do sifão para se esvaziar um aquário ou para se retirar resíduos do fundo dele.


O ar em movimento exerce uma menor pressão lateral?
Experiência - 10

Corte uma tira de papel de aproximadamente (3 x 20) cm e dobre uma orelha a 3 cm de uma das extremidades. Segure essa extremidade com a orelha voltada para baixo contra os seus lábios inferiores e assopre levemente. O papel irá se levantar porque o ar em movimento acima da tira exerce menos pressão do que o ar abaixo dela o qual está praticamente em repouso. A asa do avião não tem esse formato da tira de papel?

Há ar no solo?
Experiência - 11

Coloque um pouco de terra ou areia em um béquer. Cubra com água e observe a subida de bolhas.

Há ar na água?
Experiência - 12

Coloque um béquer com água sobre o bico de Bunsen e observe a subida das bolhas. (Não deixe que a água ferva.)

Ponha um béquer de água fria de torneira sobre a mesa e observe a formação gradual de bolhas do lado de dentro do béquer. Se não houvesse ar na água, os peixes morreriam.

Há água no ar?
Experiência - 13

Ponha cubos de gelo em um béquer com água e deixe-o em um lugar aquecido. Água irá se condensar, proveniente do ar, sobre a superfície externa do vidro. A água não pode atravessar o vidro, assim ela deve ter vindo mesmo do ar que estava ao redor do béquer.


Próximo tema dessa série: ÁGUA.

 

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