Como esmagar uma lata com pressão de ar: 12 etapas (com fotos)

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Como esmagar uma lata com pressão de ar: 12 etapas (com fotos)
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Anonim

Você pode esmagar uma lata de refrigerante usando nada mais do que uma fonte de calor e uma tigela de água. Esta é uma ótima demonstração visual de alguns princípios científicos simples, incluindo a pressão do ar e o conceito de vácuo. O experimento pode ser realizado por professores como demonstração ou por alunos adultos sob supervisão.

Passos

Parte 1 de 3: esmagando uma lata de refrigerante

Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 1
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 1

Etapa 1. Despeje um pouco de água em uma lata de refrigerante vazia

Enxágue uma lata de refrigerante com água e deixe aproximadamente 15–30 mililitros (1,0–2,0 US tbsp) de água no fundo da lata. Se você não tiver uma colher de medida, coloque água apenas o suficiente para cobrir o fundo da lata.

Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 2
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 2

Etapa 2. Prepare uma tigela com água gelada

Encha uma tigela com água fria e gelo ou com água que foi guardada em uma geladeira fria. Uma tigela funda o suficiente para conter a lata pode facilitar a condução do experimento, mas não é necessária. Uma tigela transparente tornará mais fácil observar a lata sendo esmagada.

Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 3
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 3

Etapa 3. Obtenha óculos e pinças à prova de respingos

Neste experimento, você vai aquecer essa lata de refrigerante até que a água dentro dela ferva e, em seguida, movê-la rapidamente. Todos os que estiverem por perto devem usar óculos de proteção à prova de respingos, para o caso de salpicar água quente em seus olhos. Você também precisará de um par de pinças para pegar a lata quente sem se queimar e, em seguida, vire-a de cabeça para baixo na tigela de água gelada. Pratique pegar a lata com a pinça para ter certeza de que eles pegam a lata com firmeza.

Continue apenas com a supervisão de um adulto

Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 4
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 4

Etapa 4. Aqueça a lata no fogão

Coloque a lata de refrigerante na vertical sobre o queimador do fogão e, em seguida, ligue o fogo baixo. Deixe a água ferver fora da lata, borbulhando e deixando sair o vapor de água por cerca de trinta segundos.

  • Se você sentir um cheiro estranho ou metálico, passe para a próxima seção imediatamente. A água pode ter fervido ou o calor pode ter sido muito alto, fazendo com que a tinta ou o alumínio na lata derretam.
  • Se o queimador do seu fogão não suportar a lata de refrigerante, use um prato quente ou pinças com cabos resistentes ao calor para segurar a lata de refrigerante sobre o fogão.
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 5
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 5

Etapa 5. Use a pinça para virar a lata quente de cabeça para baixo na água fria

Segure a pinça com a palma da mão voltada para cima. Use a pinça para pegar a lata, depois vire-a rapidamente sobre o banho de água fria, mergulhando a lata na tigela de água.

Esteja preparado para um barulho alto, pois a lata é rapidamente esmagada! Por causa do som, evite realizar o experimento em torno de crianças menores de idade do jardim de infância

Parte 2 de 3: como funciona

Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 6
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 6

Etapa 1. Aprenda sobre a pressão do ar

O ar ao seu redor está pressionando você e todos os outros objetos, com uma pressão de até 101 kPa (14,7 libras por polegada quadrada) quando você está no nível do mar. Normalmente, isso seria o suficiente para esmagar uma lata sozinha ou até mesmo uma pessoa! Isso não acontece porque o ar dentro da lata de refrigerante (ou o material dentro do seu corpo) está empurrando para fora com igual pressão e porque a pressão do ar "se cancela" empurrando-nos de todas as direções igualmente.

Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 7
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 7

Etapa 2. Descubra o que acontece quando você aquece a lata de água

Quando a água da lata ferve, você pode ver que a água começa a escapar como pequenas gotas no ar, ou vapor. Parte do ar da lata é expulso quando isso acontece, para dar lugar à nuvem em expansão de gotículas de água.

  • Apesar de a lata perder um pouco do ar de dentro dela, ela ainda não é esmagada, porque o vapor de água que tomou o lugar do ar está empurrando de dentro.
  • Em geral, quanto mais você aquece um líquido ou gás, mais ele se expande. Se for um recipiente fechado, por isso não pode continuar se expandindo, ele exerce mais pressão. Isso é conhecido como Lei de Gay-Lussac.
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 8
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 8

Etapa 3. Entenda como a lata é esmagada

Quando a lata é virada de cabeça para baixo na água gelada, a situação muda de duas maneiras. Primeiro, a lata não está mais aberta para o ar, pois a água está bloqueando a abertura. Em segundo lugar, o vapor de água dentro da lata esfria rapidamente novamente. O vapor d'água mais uma vez encolhe até seu volume original, a pequena quantidade de água no fundo da lata. De repente, a maior parte do espaço dentro da lata não tem nada - nem mesmo ar! O ar que está pressionando do lado de fora da lata todo esse tempo de repente não tem nada do outro lado para resistir, então ele esmaga a lata para dentro.

O espaço que não contém nada é chamado de vácuo.

Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 9
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 9

Etapa 4. Observe a lata de perto para descobrir mais um efeito do experimento

O surgimento de um vácuo, ou espaço vazio, dentro da lata tem outro efeito, além de fazer com que a lata seja esmagada. Observe a lata com cuidado ao colocá-la na água e novamente ao retirá-la. Você pode notar uma pequena quantidade de água sendo sugada para dentro da lata e escorrendo novamente. Isso ocorre porque a pressão da água está empurrando contra a abertura da lata, mas apenas com força suficiente para encher um pouco da lata antes que o alumínio seja esmagado.

Parte 3 de 3: Ajudando os alunos a aprender com a experiência

Esmague uma lata com pressão de ar, passo 10
Esmague uma lata com pressão de ar, passo 10

Etapa 1. Pergunte aos alunos por que a lata foi esmagada

Veja se os alunos têm alguma ideia sobre o que aconteceu com a lata. Não afirme ou negue nenhuma das respostas nesta fase. Reconheça cada ideia e peça aos alunos que expliquem seu processo de pensamento.

Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 11
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 11

Etapa 2. Ajude os alunos a criar variações sobre o experimento

Peça aos alunos que apresentem novos experimentos para testar suas ideias e pergunte-lhes o que acham que acontecerá antes de conduzirem o novo experimento. Se eles tiverem problemas para fazer um novo experimento, ajude-os. Aqui estão algumas variações que podem ser úteis:

  • Se um aluno achar que a água (e não o vapor d'água) dentro da lata foi responsável pelo esmagamento, peça aos alunos que encham uma lata inteira com água e veja se está triturada.
  • Faça o mesmo experimento com um contêiner mais resistente. O material mais pesado deve demorar mais para ser triturado, o que dará à água gelada mais tempo para enchê-lo.
  • Experimente deixar a lata esfriar um pouco antes de colocá-la no banho de gelo. Isso resultará na presença de mais ar na lata e, portanto, em um esmagamento menos severo.
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 12
Esmague uma lata com pressão de ar, etapa 12

Etapa 3. Explique a teoria por trás do experimento

Use as informações da seção Como funciona para ensinar aos alunos por que a lata foi esmagada. Pergunte se isso corresponde ao que eles descobriram em seus experimentos.

Vídeo - Ao usar este serviço, algumas informações podem ser compartilhadas com o YouTube

Pontas

Abaixe a lata na água com a pinça, em vez de deixá-la cair

Avisos

  • As crianças mais velhas (maiores de 12 anos) podem fazer a atividade sozinhas, mas apenas sob a supervisão de um adulto! Nunca permita que mais de uma pessoa faça a demonstração por vez, a menos que haja mais de um supervisor presente.
  • A lata e a água dentro estarão quentes. Faça com que os participantes se afastem enquanto a lata é jogada na água, para evitar ferimentos com o jato de água quente.

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