EXP 12 Termoscópio_papel timbrado

ROTEIRO PARA O EXPERIMENTO PRÁTICO
TERMOSCÓPIO
ÁREA DO CONHECIMENTO
Física
CONTEÚDO RELACIONADO
Termologia: temperatura; dilatação térmica; trocas de calor.
OBJETIVO(S)
•
Construir um termoscópio caseiro;
•
Avaliar a influência da temperatura na dilatação de um fluido (líquido ou do
vapor);
•
Observar que a evaporação está associada a uma redução de temperatura.
DESCRIÇÃO
Normalmente, todos os corpos aumentam de volume quando aquecidos (a água e
outras poucas substâncias apresentam comportamento contrário dentro de uma
pequena faixa de temperatura, fenômeno conhecido como dilatação anômala, que
não será tratado aqui). No caso dos gases, essa dilatação chega a ser quase mil vezes
maior do que a de um líquido para a mesma variação de temperatura.
Neste experimento, esse fenômeno será visualizado através de uma invenção bem
interessante e prática, o termoscópio, inventado por Galileu em 1592, precursor dos
termômetros atuais. Deve-se observar que o termoscópio, por ser bastante rústico e
não possuir escala, era um dispositivo que permitia apenas avaliações qualitativas de
temperatura, isto é, determinar se um corpo estava mais aquecido ou não do que
outro. Coube a Daniel Fahrenheit, em 1724, adotar uma escala termométrica para
avaliações quantitativas de temperatura e utilizar o mercúrio como substância
termométrica.
MATERIAIS
•
Garrafa pequena de vidro transparente, com boca pequena e com tampa de
rosquear;
•
Corante (guache ou aquarela, por exemplo);
•
Um prego médio e um prego grosso (do diâmetro de um canudinho de
refresco);
•
Canudinho de refresco;
•
Vasilha de vidro larga, como um prato fundo;
•
Massa de modelar;
•
Álcool ou éter;
•
Água;
•
Martelo;
•
Bacia.
PROCEDIMENTO
1. Com o prego médio, fure cuidadosamente a tampa. Use o prego grosso para
aumentar a largura do furo, que deverá permitir a passagem sem folga do
canudinho.
2. Coloque água dentro da garrafa até preencher metade do volume (a água pode
ser trocada por álcool, que dilata mais).
3. Coloque um pouco de corante na água e misture bem.
4. Rosqueie a tampa, apertando bem.
5. Passe o canudinho através do furo. Vede completamente a abertura com massa
de modelar (sob nenhuma hipótese deve haver “vazamento” ou passagem de
ar pelo orifício, mesmo que imperceptível).
6. Sopre um pouco através do canudo, fazendo a água borbulhar dentro da
garrafa. Ao fazer isso, você aumentará a pressão do ar contido no recipiente e
o nível da água no canudo subirá um pouco. Se esse nível diminuir com o
tempo, é porque existe vazamento.
7. Coloque o conjunto dentro de uma vasilha maior de vidro, como um prato
fundo. Observe o nível da água no canudo. Você pode até mesmo fazer uma
pequena marca na garrafa para registrar esse nível.
8. Encoste as duas mãos na parte de cima da garrafa (região do ar) durante
alguns minutos e observe o nível do líquido no canudinho. Retire as mãos,
espere o líquido retornar à marca original e repita o experimento segurando
agora a parte de baixo da garrafa (região do líquido). O que aconteceu? Em
que região o contato com as suas mãos fez o líquido subir mais rapidamente
pelo tubo? Como você explica isso?
9. Retire as mãos e deixe o sistema retornar ao seu estado inicial (nível original).
Despeje agora álcool ou éter lentamente na garrafa de maneira a deixá-lo
evaporar sobre ela e observe o comportamento do termoscópio. O que
aconteceu?
10. Após o retorno do sistema ao estado original, despeje um pouco de água
quente sobre o corpo da garrafa. Observe o que acontece.
11. Deixe o sistema esfriar e jogue um pouco de água quente sobre o termoscópio.
Observe o comportamento do líquido no canudinho.
RECOMENDAÇÕES DE SEGURANÇA
•
Cuidado ao manusear a garrafa de vidro para que não caia ou não se parta.
•
Cuidado ao usar os pregos e ao furar a tampa.
•
Cuidado ao usar álcool ou éter. Apague todo fogo por perto!
•
Não use água fervente (a água deve ser apenas morna).