Embora raramente pensemos sobre isso, o ar nos rodeia o tempo todo e exerce uma força sobre cada centímetro do nosso corpo. Esta força, conhecida como pressão de ar, é um dos tópicos mais importantes da ciência, pois explica os padrões climáticos, como os aviões voam e uma variedade de outras maravilhas. Caso você esteja planejando ensinar crianças sobre pressão do ar, nós lhe fornecemos uma explicação do básico e algumas experiências simples, divertidas e envolventes para demonstrar o poder deste fenômeno natural.

O que é pressão do ar?

O termo “pressão do ar” é usado em referência ao peso das moléculas do ar que pressionam para baixo na terra. Ao nível do mar, a pressão do ar é geralmente de 14,7 psi (libras por polegada quadrada), o que significa que 14,7 libras estão pressionando para baixo em cada polegada quadrada do nosso corpo. A razão pela qual ainda podemos mover nossos corpos livremente é porque o ar está exercendo pressão sobre nós em todas as direções, e a razão pela qual não estamos esmagados é porque a pressão do ar dentro de nossos corpos é a mesma. A pressão do ar é determinada pelos três fatores seguintes:

• Temperatura: À medida que o ar aquece, ele expande-se. Esta expansão faz com que a densidade do ar diminua, o que resulta numa pressão mais baixa. Quando o ar fica mais frio, por outro lado, ele encolhe. Esta retracção faz com que o ar se torne mais denso, o que leva a uma pressão mais elevada. Este fenômeno é a razão pela qual as áreas próximas ao equador, que são quentes, geralmente têm baixa pressão de ar, e as áreas próximas aos pólos Norte e Sul, que são frias, têm alta pressão de ar.
• Altitude: Quanto mais alto se está acima do nível do mar, menos denso é o ar. Como o ar menos denso pesa menos, produz menor pressão de ar, por isso pode ser difícil respirar no topo de uma montanha alta. Isso também explica porque suas orelhas vão estourar quando você está subindo ou descendo uma montanha em um carro – sua orelha interna tem ar preso nela, e conforme a pressão de ar no exterior diminui, o ar preso na sua orelha fará com que os tímpanos empurrem para fora. Esta expansão é o que causa o “estalo”
• Umidade: A quantidade de umidade no ar também afeta a densidade do ar e, portanto, a pressão do ar. O vapor de água é um gás leve comparado com os gases que compõem a atmosfera, que é principalmente oxigênio e nitrogênio. Assim, quando a umidade na atmosfera aumenta, a quantidade de nitrogênio e oxigênio diminui por unidade de volume, o que causa a diminuição da densidade do ar.

Diferenças na Pressão do Ar Causam Movimento

Um dos aspectos mais interessantes da pressão do ar é que quando uma bolsa de pressão do ar é alterada, as coisas começam a se mover. Esta diferença de pressão que cria movimento é o que causa vento, tornados e muitos outros fenômenos meteorológicos.

Quando você estiver discutindo o movimento do ar, tenha em mente que os cientistas falam em termos da pressão mais alta “empurrando” coisas, não da pressão mais baixa “puxando” coisas.

Como medir a pressão do ar

A pressão do ar é normalmente medida usando um barômetro de mercúrio. Um barômetro de mercúrio contém uma coluna cheia de mercúrio, e quanto maior for a pressão do ar, mais alta será a coluna de mercúrio. Ao medir a altura da coluna, você pode determinar a pressão do ar.

Nos dias atuais, é mais comum usar um barômetro digital, que é portátil e mais preciso do que o tipo tradicional. Este dispositivo utiliza um condensador eléctrico para medir a pressão do ar.

Pressão do ar e condições meteorológicas

As áreas com baixa pressão estão geralmente associadas a más condições meteorológicas. Se uma área tem baixa pressão de ar, o ar de áreas vizinhas, que têm pressão de ar mais alta, irá se mover para dentro. Esta mudança, por sua vez, fará com que o ar se mova para cima, pois não tem mais para onde ir. Quando o ar se move para cima, o vapor de água condensará, o que levará à formação de nuvens e chuva.

Áreas com alta pressão, por outro lado, são tipicamente associadas a bom tempo. Em áreas de alta pressão, o ar de baixo nível irá se espalhar para fora, permitindo que o ar acima desça. Este movimento descendente aquece o ar para cima, causando evaporação e levando a um clima agradável e seco.

Air Pressão e Experiências Científicas

Aqui estão 10 experiências simples de pressão de ar para crianças que podem ajudá-las a compreender melhor os seus efeitos.

Experiência com tornado interior

Esta experiência permitirá que você crie um tornado numa garrafa. Você precisará:

• Água
• Um frasco de maionese transparente
• Sabão de prato líquido
• Tintura de alimentos
• Vinagre

Para fazer a experiência, complete os passos abaixo:

1. Derrame água no frasco até que esteja aproximadamente dois terços cheio. Em seguida, adicione várias gotas de corante alimentar à água. Qualquer cor está bem.
2. Adicionar numa colher de chá de sabonete líquido e uma colher de chá de vinagre.
3. Pôr a tampa no frasco. Certifique-se de que está colocada o mais apertada possível para evitar fugas e graves problemas.
4. Agite o frasco, depois dê-lhe uma torção para que o líquido no interior comece a girar.

O que irá observar é um pequeno vórtice que se assemelha a um tornado.

Experiência com água não derramada

Em algumas situações, a pressão do ar é mais forte do que a gravidade. Esta experiência demonstra a força da pressão do ar pois mantém a água num copo no lugar – mesmo quando o copo está virado de cabeça para baixo.

Esta experiência requer:

• Um copo de sumo
• Água
• Uma carta de índice (4 x 6 polegadas)

Os passos são os seguintes:

1. Encha o seu copo com água até ao topo. Deixe a água correr para que o lábio do copo fique molhado.
2. Coloque a placa de índice sobre o copo cheio. Use sua mão para pressionar a carta para baixo firmemente, fazendo uma boa vedação ao redor do lábio molhado do copo.
3. Ao trabalhar sobre uma pia ou banheira, segure sua carta no lugar com uma mão e vire o copo para cima. Em seguida, solte a carta com cuidado. Não se moverá, e a água permanecerá dentro do copo.

Esta experiência demonstra que a força que a pressão do ar exerce contra a carta índice é ainda mais forte do que a força que a gravidade exerce sobre a água no copo. A pressão do ar impede que a placa se mova.

Book Blowing Experiment

A experiência de sopro do livro demonstra o quão poderoso o ar comprimido pode ser.

Para este projeto, você precisará:

• Três livros
• Um grande saco plástico hermético

Para realizar esta experiência, siga estes quatro passos:

1. Ponha três livros em cima um do outro.
2. Passe o aluno para mover os livros soprando em sua direção. Claro, eles não serão capazes de.
3. Colocar o saco plástico na sua mesa, e depois colocar os três livros em cima dele. A extremidade aberta do saco deve ficar pendurada sobre a borda da mesa.
4. Mostrar que se você soprar com força suficiente, os livros começarão a se levantar da mesa. É o ar comprimido no saco que está causando o movimento.

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Pergunta de lata de caved-In Experimento

Este experimento envolve o uso do poder da pressão do ar para esmagar uma lata. Você precisará:

• Água
• Um grande recipiente
• Cúbicos de gelo
• Um copo medidor
• Uma lata de refrigerante vazia
• Um fogão
• Porta-latas ou pinças

Após ter adquirido os materiais, siga os passos abaixo:

1. Encha o recipiente com cubos de gelo e água. Coloque este recipiente de lado para que possa utilizá-lo mais tarde.
2. Derrame 1/2 chávena de água no seu recipiente de refrigerante vazio.
3. Ponha a lata num queimador de fogão. Se seu aluno fizer este passo, certifique-se de supervisioná-los.
4. Quando o vapor começar a sair do buraco no topo, você saberá que a água dentro está começando a ferver. Desligue o fogão e use os suportes ou pinças para tirar a lata do queimador.
5. Coloque rapidamente a lata no recipiente com a água gelada, virando-a de cabeça para baixo e descansando em cima. Agora você pode observar a lata desmoronando conforme ela esfria.

Nesta experiência, quando a água foi aquecida na lata, produziu-se vapor, que empurrou o ar para fora da lata. Então, quando a lata foi submersa na água gelada, a temperatura do vapor baixou, fazendo com que ela se condensasse de volta na água. Esta mudança, por sua vez, fez com que a pressão do ar dentro da lata fosse muito mais baixa do que a pressão do ar fora, e o peso do ar fora esmagou a lata.

Experimento Ovo Mágico

Este experimento envolve o uso da força da pressão do ar para empurrar um ovo através do gargalo de uma garrafa. Reúna os seguintes materiais para realizar esta experiência:

• Um ovo cozido
• Uma garrafa com o pescoço suficientemente largo para que o ovo cozido possa espremer através de
• Uma correspondência

Esta experiência envolve os seguintes passos:

1. Retirar a casca do seu ovo cozido.
2. Acende a casca e atira-a para dentro da garrafa.
3. Põe o ovo descascado na boca da garrafa, com a pequena extremidade do ovo para baixo. O ovo vai então saltar para dentro da garrafa.

Quando o ar da garrafa é consumido pela chama do fósforo aceso, faz com que a pressão do ar na garrafa fique mais baixa do que a pressão fora da garrafa. A maior pressão de ar no exterior exerce uma força sobre o ovo, empurrando-o para dentro da garrafa.

Punger Experiment

Esta simples experiência requer apenas dois êmbolos de borracha e pau de madeira limpos e antiquados. Para conduzir a experiência:

1. Solva os dois êmbolos juntos. Talvez seja necessário molhar primeiro as jantes.
2. Tente separá-las.

Completar a separação é muito mais difícil do que a maioria das crianças imagina. Quando você empurrou os dois êmbolos juntos, você forçou o ar para fora da cavidade que os interiores fizeram quando eles foram empurrados juntos. Este ar sendo forçado para fora fez com que a pressão do ar dentro fosse muito mais baixa do que a pressão do ar fora. Como uma pressão de ar mais alta sempre empurra, manteve os dois êmbolos juntos.

Ping Pong Funnel Experiment

A experiência do funil de ping pong envolve ter uma bola de ping pong na tigela de um funil e soprar através do funil. A bola, em vez de ser soprada, é apertada firmemente na tigela. Para completar a experiência, siga dois passos:

1. Inserir a bola de pingue-pongue no funil e soprá-la com força. Tente inclinar a cabeça para trás para que a extremidade com a bola esteja apontando para o teto. Veja se consegue soprar com força suficiente para que, ao inverter o funil, a bola não sopre.
2. Ver se consegue apanhar a bola da mesa.

Quando soprar para o funil, o ar onde a bola está se move mais rapidamente e cria uma pressão de ar mais baixa do que o resto do ar que envolve a bola. Como resultado, a pressão do ar por baixo da bola é inferior à do ar circundante, que é uma pressão mais elevada. A pressão de ar mais elevada empurra a bola de volta para dentro da tigela do funil – independentemente da forma como se aponta o funil.

Experiência de vedação da garrafa da fonte

A experiência de vedação da garrafa da fonte demonstra o uso de pressão de ar para empurrar a água através de uma palhinha. Junte os seguintes materiais:

• Uma garrafa de água (2 litros)
• Um pedaço de barro
• Uma palha comprida
• Água

Seguir estes três passos simples:

1. Encher a garrafa de água a meio caminho com água.
2. Sele a garrafa usando o pedaço de barro enrolado na palha para que a boca da garrafa fique completamente selada.
3. Blow into the straw forcefully. Você vai notar que a água começa a sair da palha.

Quando você sopra para dentro da garrafa, a pressão do ar dentro da garrafa aumenta, o que por sua vez exerce uma força sobre a água, forçando-a a subir a palha.

A Experiência de aposta de um milhão de dólares

Para esta experiência, você precisará:

• Uma garrafa de água ou refrigerante
• Um pedaço de papel

Para fazer a experiência, siga estes passos:

1. Deite a garrafa na horizontal sobre uma mesa.
2. Enfiar a bola de papel e enfiá-la na boca da garrafa. A bola deve ser aproximadamente metade do tamanho da abertura da garrafa.
3. Diz ao aluno para soprar o maço de papel para dentro da garrafa, dizendo “Aposto um milhão de dólares que não pode soprar o papel para dentro da garrafa!”

Aquele que tentar a experiência vai achar muito difícil conseguir que o papel entre na garrafa, porque não há lugar para o ar que já está dentro, a não ser para sair pela boca da garrafa, e nesse caso levaria o papel com ela.

Flying Papers Experiment

Para o Flying Papers Experiment, tudo o que você precisa é de uma folha de papel normal. Segure a folha no seu lábio inferior, e depois sopre sobre a folha. Você vai notar que a folha voa para cima! Este mesmo fenômeno explica como os aviões podem voar. Ao soprar através da folha, você está baixando a pressão do ar, já que o ar está se movendo mais rápido. Como a pressão do ar na parte inferior da folha é agora relativamente mais alta, ela empurra a folha para cima.

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