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Duplo chafariz

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

Apresentação
As garrafas vazias PET de 2 litros são excelentes para uso em experimentos científicos. Pretendemos colocar nesse site pelo menos 50 experimentos que as utilizem. Se você quiser colaborar, enviando sua sugestão, desde já agradecemos e nos prontificamos a publica-la com seus devidos direitos.
Esse experimento do duplo chafariz funciona devido a dois fatores; um, é a energia que você disponibiliza colocando a garrafa do meio sobre o suporte elevado (está fornecendo energia potencial ao sistema) e outro, a pressão atmosférica.

Material
Suportes, duas garrafas PET de 2 litros, 1 garrafa de vidro, 2 rolhas com dois furos, tubos de vidro ou plástico e tubo afunilado (tipo conta-gotas).

Montagem

Nota: Os dois tubos de vidro, por onde a água jorra, devem ter suas extremidades afuniladas (tipo conta-gotas). Observe que a garrafa do meio não tem rolha, fica aberta para a atmosfera.

O sistema inicia seu funcionamento assim que for colocado um pouco de água dentro da garrafa de cima, até ao nível do tubo afunilado. Um processo para fazer isso é, temporariamente, retirar o tubo de borracha preso na garrafa de baixo, enchê-lo com água e levantar esse tubo acima da garrafa de cima. As garrafas, do meio e a de baixo, devem estar inicialmente cheias de água.

Funcionamento
Inicialmente a pressão do ar na garrafa de cima é a própria pressão atmosférica. Ao sair a água adicional da garrafa de cima, o volume útil aumenta e com isso a pressão diminui. Na garrafa do meio, que está aberta para a atmosfera, reina pressão atmosférica. Essa diferença de pressão entre as duas extremidades do tubo afunilado incumbe-se de levar a água para cima, a qual sai em jato pelo bico do tubo. Como a água em excesso em cima está se transferindo para a garrafa de baixo, o volume útil dessa garrafa diminui, a pressão da água aumenta em todos os pontos (lei de Pascal) e a água é forçada a sair pelo tubo em jato. Temos então, dois chafarizes, um dentro da garrafa de cima (onde reina pressão abaixo da atmosférica) e outro no ar (pois a pressão da água na garrafa inferior é maior que a atmosférica). Um modo interessante de se mostrar, em separado, apenas a lei de Pascal é o seguinte: retire a extremidade do tubo de borracha lá da garrafa superior e, assopre nesse tubo. Com isso, produz-se um aumento de pressão no ar da garrafa inferior. Pela lei de Pascal, esse acréscimo de pressão se transmitirá igualmente para todas as regiões da garrafa (inclusive na base do tubo de vidro que chega ao fundo dessa garrafa) ocasionando a expulsão da água pelo tubo afunilado. Quanto maior o acréscimo de pressão, mais alto será o jato de água.
Por que será que a garrafa de cima deve ser de vidro e não de plástico?



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