Atividade Experimental:
Estudo dos Gases
Materiais:
ü
garrafa
plástica de refrigerante, vazia;
ü
água
quente e fria;
ü
tigela;
ü
bexiga
de borracha.
Procedimento:
Colocar a
bexiga na boca da garrafa, conforme figura.
1
- Com a garrafa dentro de uma bacia, despejar aos poucos a água quente sobre
ela e observar o que ocorre com a bexiga.
2 - Retirar a
garrafa da água quente e observar o que acontece com a bexiga à medida que a
garrafa esfria.
3 - Retirar a
bexiga da garrafa, deixando-a aberta.
4 - Banhar a
garrafa na água quente novamente, de modo que parte do ar em expansão saia da
garrafa.
5 - Recolocar
a bexiga na boca da garrafa.
6 - Esfriar a
garrafa com a água fria e observar o que acontece com a bexiga.
Resultado
esperado:
Ao
se aquecer a garrafa, aquece-se o ar em seu interior, este tende a se expandir,
mantendo a pressão no interior da garrafa constante (transformação isobárica).
O balão torna
visível essa expansão do gás, pois este se infla. Ou seja: na primeira parte da
experiência, vemos uma expansão isobárica do gás (ar).
Esfriando-se
a garrafa, o ar em seu interior também se esfria — como volume e temperatura
são diretamente proporcionais numa transformação isobárica, o volume diminui, o
que se verifica pelo aparente esvaziamento do balão.
Quando
retiramos a bexiga e aquecemos a garrafa aberta, o gás em seu interior se
expande, escapando parte dele para o meio ambiente.
Recolocando o
balão e banhando a garrafa em água fria, verificamos que o volume diminui a ponto
de o balão ser “sugado” para dentro da garrafa (claro que o que ocorre
realmente é que o ar externo à pressão ambiente maior do que a pressão interna
da garrafa empurra a bexiga para dentro). Pode até ocorrer de o balão se inflar
para dentro da garrafa, o que é um efeito bem interessante.
Outra coisa
que se pode observar é que a própria garrafa plástica se deforma. Esse efeito
pode ser eliminado se, em vez de garrafa de plástico, usarmos uma de vidro.
Para a
simplificação do estudo dos gases, adota-se um gás hipotético, o gás perfeito
ou ideal, que segue rigorosamente as leis dos gases e mantém-se no estado
gasoso. Os gases reais apresentam um comportamento que se aproxima mais do gás
perfeito quanto maior for sua temperatura e menor sua pressão.
Em nossa
experiência, trabalhamos com um gás real, o ar. No entanto, a previsão que
fizemos se verificou, o que indica que as leis dos gases ideais são uma boa
aproximação dos casos reais.
Se for bem
trabalhada em sua parte conceitual, essa experiência, além de curiosa, será
bastante educativa. Ela permite, além de explicar as citadas leis, comentar
sobre dilatação térmica, conversão de calor em trabalho e vice-versa.