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
- 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.
- 2 Prepare uma tigela de 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.
- 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 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 agarrar 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.
- 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 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 alças resistentes ao calor para segurar a lata de refrigerante sobre o fogão.
- 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 e 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 que o jardim de infância.
Parte 2 de 3: Como funciona
- 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 suficiente para esmagar uma lata por si só, 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 anula' empurrando-nos de todas as direções igualmente.
- 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 d'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 contêiner fechado e não puder continuar se expandindo, ele exercerá mais pressão. Isso é conhecido como Lei de Gay-Lussac.
- 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 ao 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 a ele, então ele esmaga a lata para dentro.
- O espaço que não contém nada é chamado de vácuo .
- 4 Observe a lata de perto para descobrir mais um efeito do experimento. A aparência de vácuo, ou espaço vazio, dentro da lata tem outro efeito, além de fazer com que a lata seja esmagada. Observe a lata cuidadosamente 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. Propaganda
Parte 3 de 3: Ajudando os alunos a aprender com a experiência
- 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 nem negue nenhuma das respostas nesta fase. Reconheça cada ideia e peça aos alunos que expliquem seu processo de pensamento.
- 2 Ajude os alunos a criar variações no experimento. Peça aos alunos que apresentem novos experimentos para testar suas idéias e pergunte o que eles 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 (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 esmagada.
- 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, no esmagamento menos severo.
- 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. Propaganda
Comunidade Q&A
Pesquisa Adicionar nova pergunta- Pergunta Qual é o objetivo deste experimento?Meredith Juncker, PhD
A pesquisadora científica Meredith Juncker é candidata a PhD em Bioquímica e Biologia Molecular no Centro de Ciências da Saúde da Louisiana State University. Seus estudos estão focados em proteínas e doenças neurodegenerativas.Meredith Juncker, PhDResposta do especialista do pesquisador científico O objetivo deste experimento é demonstrar as mudanças de fase (água para vapor) e o efeito da pressão desequilibrada (condensação do vapor, causando um vácuo dentro da lata = pressão desequilibrada). - Pergunta Podemos aquecer a lata no queimador?Meredith Juncker, PhD
A pesquisadora científica Meredith Juncker é candidata a PhD em Bioquímica e Biologia Molecular no Centro de Ciências da Saúde da Louisiana State University. Seus estudos estão focados em proteínas e doenças neurodegenerativas.Meredith Juncker, PhDResposta do especialista do pesquisador científico Sim. Apenas tome cuidado para mantê-lo em uma temperatura mais baixa para não derreter sua lata! - Pergunta Em vez de aquecer a lata no fogão, posso colocá-la ao sol? Não. Não será nem perto de quente o suficiente. Precisaria ser muito mais quente, então é quente o suficiente para produzir vapor d'água.
- Pergunta Posso obter o mesmo resultado tendo água morna na tigela e água fria na lata? Não, porque a lata precisa produzir vapor d'água para que funcione de verdade.
- Pergunta Por que você acha que a quantidade de água colocada na lata afeta a quantidade que ela esmaga? A razão pela qual isso afeta é a quantidade de vapor d'água que você produz. Com mais água, você tem uma pressão maior, então haverá mais força na lata.
- Pergunta Você pode obter o mesmo resultado colocando uma garrafa de plástico vazia no freezer e depois colocando-a em água quente? A garrafa se expandirá com o ar dentro dela, então não explodirá como um balão.
- Pergunta Depois que a lata foi esmagada, por que a água saiu da lata depois de ser puxada para fora da água? A água com fumaça foi empurrada para a água fria e a água fria foi sugada para dentro da lata.
- Pergunta Posso fazer isso com uma garrafa de água? Sim. Funciona com garrafa de água.
- Qual variável muda? Responda
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Dicas
- Abaixe a lata na água com a pinça, em vez de deixá-la cair.
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Avisos
- Crianças mais velhas (maiores de 12 anos) podem fazer a atividade sozinhas, mas só sob supervisão de um adulto! Nunca permita que mais de uma pessoa faça a demonstração de cada vez, a menos que haja mais de um supervisor presente.
- A lata e a água dentro estarão quentes. Faça com que os participantes fiquem para trás enquanto a lata é jogada na água, para evitar ferimentos com o jato de água quente.
Coisas que você precisa
- Latas de refrigerante de alumínio vazias
- Pinças grandes o suficiente para manusear confortavelmente as latas quentes
- Fogão, placa quente ou bico de Bunsen
- Tigela de água fria
