Experimentos


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.