Pressão no topo da montanha Por: Lucas Assis

 Use uma simples montagem para comprovar a variação da pressão atmosférica quando subimos para grandes altitudes.

Experimento sugerido por Paul Doherty, físico do museu Exploratorium de San Francisco.

Materiais Necessários

  • 1 recipiente vazio e resistente (tipo pote de maio
  • 1 balão de aniversário;
  • 1 canudinho;
  • Cola super bonder;
  • Tesoura;
  • Transferidor (ou modelo impresso);
  • Bomba de vácuo e câmara.

Fase 1 - Mãos à obra

Corte um pedaço do canudinho (aproximadamente metade).

Fase 2 -

Pressione uma das extremidades do canudinho e corte suas beiradas, como indicado nas fotos abaixo. Note que, abrindo a parte cortada, o canudinho torna-se uma haste com pés.

Fase 3 -

Corte o balão um pouco acima de seu meio (ver foto abaixo).

Fase 4 -

Passe cola em torno da boca do recipiente escolhido.

Fase 5 -

Cubra a boca do recipiente, esticando o balão cortado no Passo 3. Tome cuidado para não tocar na cola.

Fase 6 -

Os cortes feitos nas beiradas do canudinho possibilitam a abertura da extremidade, formando “pés” para ele. Use-os para colar o canudinho ao balão esticado (ver foto abaixo).

Fase 7 -

Fixe o transferidor na lateral da boca do recipiente, não encostando na parte esticada do balão. Ele serve como referência para observar o deslocamento do canudinho. Procure, então, deixar a linha dos 90° paralela ao canudinho, na construção.

Clique aqui para obter o pdf com o modelo do transferidor usado.

Fase 8 - Subindo a montanha

Leve o dispositivo para um local com altitude maior e veja o que acontece! A foto abaixo foi tirada no Pico da Bandeira, a 2364m de altitude.

Nossa montagem foi preparada em Belo Horizonte, cuja altitude é de 858m.

Fase 9 - De volta ao laboratório

Coloque a montagem dentro da câmara para vácuo, ligue a bomba e observe a posição do canudinho.

Veja também o nosso vídeo abaixo. Observe que, ao desligarmos a bomba, o balão “entra” no recipiente. Discutiremos isso nos próximos passos.

Fase 10 - O que acontece

As fotos abaixo mostram o resultado obtido quando levamos o “medidor” para o Pico da Bandeira com altitude de 2364m (medida com um GPS). Nosso medidor foi construído em Belo Horizonte, cuja altitude é 858m. Note que o balão que cobre o recipiente estufa e isso desloca a haste de canudinho.

Mas porque isso acontece? À medida que nos afastamos do centro da Terra (subimos para locais com altitude maior), a atmosfera torna-se cada vez mais rarefeita. Isso significa que a densidade de gases diminui. Essa redução dos gases tem como consequência a redução da pressão atmosférica. Lembrando que a pressão exercida por um gás é conseqüência das colisões das moléculas do gás. Se há menos moléculas, haverá menos colisões e, portanto, menor será a pressão exercida.

Ao cobrirmos o recipiente com o balão, estamos aprisionando certa quantidade de moléculas de gás em seu interior, que também exercem pressão. Elevando-se a altitude e diminuindo-se a pressão atmosférica, temos uma pressão externa ao recipiente menor que a interna, já que o número de moléculas em seu interior praticamente não variou. Essa diferença de pressão faz com que o balão estufe.

O mesmo acontece no caso da bomba de vácuo. Retiramos ar da câmara ligando a bomba. Isso reduz a pressão externa e, com a pressão interna maior que a externa, o balão estufa. Desligando a bomba de vácuo, a pressão no interior da câmara volta a ser igual à pressão atmosférica. Isso faz com que o balão volte à posição inicial. Porém, em nosso vídeo ele faz mais do que isso, e é empurrado para dentro. Isso indica que houve vazamento do ar aprisionado dentro do recipiente, já que é muito difícil conseguir uma boa vedação usando somente o balão.

A escala (transferidor) foi usada somente como referência para se observar a variação da inclinação do canudinho, que indica variação na pressão externa.

Fase 11 - Possíveis problemas

Como já visto anteriormente, a vedação feita ao colarmos o balão não é das melhores. Logo, o ar escapa com o passar do tempo. A foto abaixo foi tirada no topo do Pico da Bandeira, local mais alto que o anterior (2940 m). Porém, como a montagem ficou por mais de um dia parada aos 2364m, um pouco do ar aprisionado no interior do recipiente escapou. Logo, o resultado no topo do pico não foi visualmente maior que no ponto anterior.

Portanto, ao fazer a experiência, procure não deixar que a montagem “descanse” por muito tempo, evitando-se escapar uma grande quantidade de ar.

Fase 12 - Veja também

Outros experimentos no pontociência com vácuo:

Vácuo? Não é nada!

Fervendo acetona no vácuo

Comentários - 6 Comentários

Você precisa estar logado para comentar.

Alfredo Mateus em 30/11/2009 22:17:41

Este experimento é muito interessante. Certamente mais fácil do que tentar ferver água no alto da montanha e medir a temperatura. O experimento nos foi sugerido por Paul Doherty, físico do museu Exploratorium de San Francisco. Thanks, Paul!