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
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.
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.
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
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.
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
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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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.