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Mariotte vai à Feira
(... de Ciências, é claro!)

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

Objetivo
Ilustrar o funcionamento da Garrafa de Mariotte usando equipamento muito simples.

Material
1 garrafa plástica PET, de 2 litros (transparente), com tampa;
1 tubo plástico ou canudos de refresco emendados;
massa plástica ou durepoxi;
pequena rolha de cortiça ou borracha:
água e bacia.

Montagem
a) Comece praticando um furo na tampa original da garrafa PET, com diâmetro suficiente para passar (apertado) o tubo plástico ou dois canudos de refresco emendados um no outro. Passe uma camada de cola na região entre o tubo e a tampa, para evitar entrada de ar. Após secar a cola, uma camada de massa plástica complementará o trabalho.

b) Com a ponta de um grosso prego quente (aquecido na chama do fogão, seguro por um alicate) faça um furo na lateral da garrafa, na região média. Providencia a pequena rolha que irá vedar esse furo. Coloque, apertado, a rolha nesse orifício.

c) Ainda com o prego quente faça um furo na lateral da garrafa, dessa vez próximo ao fundo.

Procedimento
Com o dedo, tape o orifício inferior e preencha a garrafa com água; introduza a parte longa do tubo dentro da garrafa e rosqueie a tampa. Coloque a garrafa sobre um suporte (toco de madeira) e coloque a bacia para receber o jato de água. Retire o dedo do orifício inferior. Devemos ter algo assim:

A seguir, prepare sua platéia (colegas de classe ou espectadores da Feira) para que respondam á seguinte pergunta:

Que acontecerá quando eu retirar a rolha do orifício na lateral? Sairá água pelos dois orifícios? A água pára de sair pelo inferior e só sairá pelo superior? O fluxo de água aumenta pelo orifício inferior e a água irá mais longe? E então?

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Resposta
Ainda que pareça algo paradoxal, ao retirar a rolha, não sairá água pelo orifício superior. A água continua saindo pelo orifício inferior com, praticamente, mesmo fluxo.

Vejamos o porque disso em linhas gerais, uma vez que o tratamento analítico completo do assunto está nessa Sala 07, no trabalho No 47: Vaso de Mariotte I - escoamento constante . Para tanto, indiquemos por A a extremidade inferior do tubo plástico por onde borbulha o ar e por B o local da garrafa onde se situa o furo superior.

1. A pressão no ponto A é a pressão atmosférica, uma vez que o ar borbulha através do tubo.
2. Sabemos que descendo pelo interior de um líquido a pressão total vai aumentando devido ao peso crescente de líquido (Pascal); logo, a pressão no ponto A é maior que no ponto B.
3. Dos itens (1) e (2) conclui-se que a pressão no ponto B (orifício superior) é inferior á pressão atmosférica, portanto, por esse orifício entra ar, em lugar de sair água. No interior da garrafa deveremos ter duas colunas de bolhas de ar, uma proveniente da extremidade do tubo plástico e outra proveniente do orifício superior.

Como visto na teoria (trabalho 47) o escoamento pelo orifício inferior é constante e o fluxo (velocidade de escoamento) depende apenas do desnível entre o orifício inferior e a extremidade do tubo plástico.

 


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