O Chafariz de Heron. | |
Objetivo | |
Construir um chafariz de Heron e explicar seu funcionamento. | |
Material | |
Procedimento | |
O chafariz de Heron está esquematicamente montado na figura 1. Nele temos uma bacia A e 2 recipientes esféricos B e C . Esses recipientes são ligados por tubos. Inicialmente o recipiente C está cheio de água, o recipiente B cheio de ar e a bacia A vazia. Ver figura abaixo. Figura 1 Se colocarmos água na bacia, ela desce pelo tubo à esquerda e começa encher o recipiente C de água. O ar contido no recipiente C vai ser empurrado para o recipiente B e, por sua vez, a água contida em B vai ser empurrada para o tubo central que termina no prato e, em seguida, volta ao recipiente C, e o processo continua sem a necessidade de colocarmos mais água. Isso, numa primeira análise, pareceria um moto-perpétuo ou seja a água contida em A seria sempre transferida para C, em seguida para B e, novamente para A. Acontece que, a medida que o tempo passa, o recipiente B vai perdendo água ao mesmo tempo que o recipiente A vai, cada vez mais, ficando cheio. Todo processo funciona devido ao transporte da água de B para C. A altura do jato da água do chafariz depende da diferença das alturas entre os recipientes B e C. Para o nosso caso, os recipientes B e C vão ser as garrafas de refrigerante e A será ou o prato de plástico ou a garrafa cortada. Deve-se notar que as rolhas devem vedar bem as garrafas pois o ar, nelas contido, não pode escapar. Ver figura abaixo. Figura 2 Para que não haja escapamento de ar pela rolha usamos os tubinhos de carga de caneta. Eles são mais rígidos que as mangueiras , em geral, e podem ser introduzidos num orifício feito, com auxílio de uma furadeira, nas rolhas de borracha. A parte superior da fonte, por onde sai o esguicho de água, pode ser também feita com um tubo de caneta no qual colamos uma agulha de injeção com uma cola tipo Araldite ou Durepoxi. O modo de operar é o mesmo. Enche-se o recipiente "do meio" e coloca-se água no prato. A garrafa mais abaixo está, de início, vazia. A água vai escoando, como foi descrito anteriormente até esvaziar a garrafa que está na posição mais alta. Uma vez terminado o processo, para iniciar tudo de novo bastará suspender a garrafa cheia e baixar a vazia |
DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA A água possui um comportamento anômalo em sua dilatação. Observe o diagrama volume x temperatura a seguir, no qual e mostrado esse comportamento incomum da água. Quando uma substância é aquecida, ela recebe energia de forma que suas moléculas ficam agitadas, passando a ocupar um maior volume, ou seja, sofre dilatação. O oposto ocorre quando uma substância é resfriada, pois ela perde energia e suas moléculas tendem a ficar bem próximas umas das outras, causando uma contração no volume. Isso faz com que, normalmente, a matéria no estado sólido ocupe menos volume do que quando está no estado líquido. Ao contrário do que acontece com a maioria das substâncias, a água possui um comportamento anômalo: quando é aquecida, entre os intervalos de 0 e 4º C, ela sofre contração e depois começa a dilatar-se, ou seja, quando a água está em seu estado sólido, ela tem volume maior do que no estado líquido nesse intervalo de temperatura. Esse comport
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