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Cinemática
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Fenômeno

Nosso planeta é envolvido por uma camada gasosa de algumas dezenas de quilômetros de altura em relação à sua superfície. Essa camada, composta basicamente por nitrogênio (78%) e oxigênio (21%), é chamada de atmosfera. A atmosfera tem massa e, portanto, tem peso. O peso da atmosfera comprime cada centímetro quadrado de tudo que está imerso nela. É o que chamamos de pressão atmosférica. Para termos idéia de sua intensidade, imagine que a atmosfera terrestre não exista. Para simular sua presença numa área de apenas 1 m2 seria preciso cobri-la com uma massa de 10 toneladas.

Apesar de estarmos sujeitos à pressão atmosférica não a percebemos, pois todas as formas de vida do planeta evoluíram sob seu efeito. O fato de não percebermos a pressão atmosférica deve-se à anulação de seu efeito por ação de pressões contrárias. Por exemplo, a pressão atmosférica atua em nosso corpo no sentido de diminuir seu volume. No entanto, os fluidos no interior do corpo exercem pressão de dentro para fora de forma a neutralizarem a ação da pressão externa. Se por ventura a pressão em um dos lados aumentar ou diminuir relação ao outro lado, o equilíbrio será rompido e o volume do corpo irá variar.

Há vários experimentos que nos permitem ver a pressão atmosférica em ação. Um deles é o do ovo que entra e sai da garrafa. Assista aos vídeos abaixo para ver como isso acontece.

Vídeos

Fonte: "Classic experiment: Egg into a bottle", YouTube


Fonte: "Classic experiment: Egg out of a bottle", YouTube


Explicação

Como você viu, alguns palitos de fósforo acesos foram jogados no interior de uma garrafa aberta. Como a garrafa sem tam tampa é um sistema aberto, o ar aquecido expande-se, diminuindo a pressão no interior da garrafa. A colocação do ovo cozido, descascado, na boca da garrafa veda completamente a passagem de ar de volta para dentro da garrafa. À medida que o ar na garrafa fechada esfria, sua pressão tende a diminuir, pois agora a garrafa é um sistema fechado. Como isso gera desequilíbrio em relação à pressão atmosférica, que fica maior, há uma tendencia natural de retorno ao equilíbrio. Para isso, há necessidade de entrada de ar para dentro da garrafa, o que não é possível por causa do ovo que veda a passagem do ar. Mas não por muito tempo. Quanto mais o ar da garrafa esfria, maior fica a diferença de pressão em relação ao exterior e mais pressionado fica o ovo, que tenta impedir a entrada do ar. Mas há um momento em que o ovo não mais conseguirá impedir a passagem de ar. Como o ovo cozido é flexível, ele se deforma e é forçado a entrar na garrafa para proporcionar o retorno da pressão na garrafa ao equilílbrio com a pressão atmosférica.

Para retirar o ovo de dentro da garrafa, é preciso fazer a operação inversa. Primeiro, deve-se virar a garrafa com a boca para baixo, de forma a fazer com que o ovo impeça a saída de ar. Em seguida devemos aquecer a garrafa para aumentar a pressão em seu interior. Com isso, o ar preso na garrafa tentará se expandir, o que aumentará a pressão interna, tornando-a superior à pressão atmosférica. Para escapar, o ar vai precisar expelir o ovo da garrafa. E é exatamente o que acontece.

Referência

Wikipedia: Pressão atmosférica


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