O soluço da garrafa PET
Prof. Luiz Ferraz Netto [Léo]
leobarretos@uol.com.br
Apresentação
Vejo lá no canto do laboratório uma garrafa esquecida que começou a soluçar. Como?
Faça a montagem a seguir, para ver isso funcionando.
Material (versão 1)
Uma garrafa PET de 2 litros com o fundo cortado,
uma garrafa PET de 2 litros normal,
duas rolhas com um furo central (6 mm) em cada,
um tubinho de vidro e água (colorida).
Montagem
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A garrafa superior tem seu fundo totalmente corta- |
Adapte as rolhas (ou as próprias tampas das garrafas) em ambas as garrafas e passe o tubinho através dos furos, unindo-as. Vire o conjunto, com a garrafa sem fundo para cima e despeje água. E só! Repare no que acontece (e explique!). Você sempre deve consultar seu professor e livros.
Material (versão 2)
Duas garrafa PET de 1 ou 2 litros com o fundo furado (ø = 6 mm),
duas rolhas para os furos nos fundos das garrafas,
um tubinho de vidro (cerca de 8 cm)
e água (colorida).
Montagem
A estrutura geral (base e suporte) segue o mesmo desenho da versão (1). Agora tanto a garrafa superior como a inferior apresentam furos nos seus fundos e deverão ser fechados mediante rolhas (cortiça ou borracha), conforme ilustramos abaixo. O tubinho de vidro deve atravessar as duas tampas das garrafas, ficando bem justos (uma camada de araldite de secagem rápida é recomendada).
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Procedimento
Coloque firmemente as rolhas nos furos dos fundos, estando uma das garrafas cheia com água. Coloque o sistema no suporte com a garrafa cheia por cima (a água não cairá). Retire a rolha da garrafa superior e o processo de inicia. Quando o processo terminar, basta colocar a rolha na garrafa de cima, inverter todo o conjunto e retirar a rolha da nova garrafa que está por cima.
Quando a água da garrafa superior tiver "soluçado" pela metade, coloque a rolha na garrafa de cima; o soluço continuará, porém, com nova frequência e nova amplitude de "soluço", pois o equilíbrio de pressões foi modificado.
Como funciona
Essencialmente trata-se de um sistema massa-mola. O soluço da garrafa decorre da energia cinética dos jatos sucessivos. Para vencer a inércia desses jatos, a pressão do ar na garrafa inferior supera a pressão atmosférica (versão 1). No repouso, esse acréscimo de pressão é suficiente para aplicar forças que levantam a coluna de água, o que permite a saída de ar, re-equilibrando a pressão atmosférica na garrafa inferior.
O peso da coluna de água da garrafa superior obriga nova quantidade de água a descer, perdendo energia potencial e ganhando energia cinética. O ciclo se repete até que toda água passe para a garrafa inferior.
O sistema é equivalente, como alertamos, ao conjunto massa-mola, quando a massa é abandonada a partir de uma posição em que a mola está ligeiramente comprimida. No caso da mola origina-se uma oscilação harmônica; no da garrafa, uma oscilação de relaxação (movimento intermitente de período próprio).