Barômetro de Torricelli

Exemplo: barômetro de Torricelli
Os barômetros de mercúrio são instrumentos de precisão e medem a pressão do ar.
Mediante sua cuidadosa observação é possível verificar as oscilações climáticas.
A leitura é feita diretamente na coluna de mercúrio. Não possuem partes móveis, o que
elimina o desgaste e as exigências de manutenção.
Instalação e Transporte
Instale-o na parede. Não há necessidade de ser ao ar livre. Observe se o aparelho está bem
fixo. Retire a tampa (7) e o dispositivo de segurança (8), evitando que junto dele fiquem
presas bolinhas de mercúrio. Guarde o dispositivo. Recoloque a tampa, deixando-a frouxa,
afim de possibilitar o contato direto do mercúrio com o ar .
Para retirá-lo da parede, incline-o, ainda pendurado, lentamente para a esquerda ( ± 450). O
mercúrio preencherá o vácuo batendo discretamente na ponta do vidro, Mantenha-o nesta
posição, segure o recipiente de mercúrio, ponha o dispositivo de segurança e coloque a
tampa apertando-a levemente. Feito isso, o barômetro poderá ser retirado da parede e
manipulado livremente.
É importante que se síga as instruções corretamente a fim de evitar qualquer dano ao
aparelho.
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Funcionamento
O barômetro de Torricelli indica sempre precisamente a pressão atmosférica do lugar onde
está instalado. Inicialmente é ajustado a O (zero) m do nível do mar. Caso a altitude, onde o
mesmo será usado, seja superior, terá que ser feito o ajuste, pelo próprio usuário, através da
escala auxiliar (1), destocando-a até chegar na altitude correta do lugar, impressa numa
terceira escala (3), tomando como indicador a seta na parte superior da escala auxiliar
Ex..- Numa altitude de 200 m, deíxe a parte superior da escala auxiliar exatamente em 200
na terceira escala. A leitura será feita na escala auxiliar, em mm.
Quando instalado ao nível do mar deixe-a no O (zero) na terceira escala. a leitura poderá
ser feita nas duas escalas, em mm.
Observações:
•
Descida lenta do mercúrio de 2 a 3 mm no barômetro, em um período de
24 horas, igual a queda da pressão do ar distante, sem mudança
significativa de clima.
•
Queda de 2 a 3 mm num período de 1 hora igual a iminente perturbação,
chuvas.
•
Queda forte de 6 a 10 mm em um período de 4 a 5 horas igual a trovões,
tempestade.
•
Ascenção rápida igual a tempo bom de pouca duração.
•
Ascensão regular igual a tempo seco e bom ou, frio e seco no inverno.
Os movimentos da coluna de mercúrio devem ser observados diariamente ou, sempre que
possível. Para facilítar, coloque oponteiro regulável (2) sempre exatamente onde está
marcando a pressão no momento. Na leitura seguinte é possível determinar se houve queda
ou ascensão do mercúrio.
Os barômetros de Torricelli podem vir acompanhados de um termômetro para temperatura
ambiente.
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Os barômetros de mercúrio são
instrumentos destinados a medir a
pressão do ar.
Mediante a sua cuidadosa observação
é possível verificar as oscilações
climáticas:
•
•
•
•
•
descida lenta do mercúrio de 2 ou
3 mm num período de 24 horas =
queda da pressão do ar distante
sem mudança significativa de
clima;
queda de 2 ou 3 mm num período
de 1 hora = iminente pertubação,
chuvas;
queda forte de 6 a 10 mm em um
período de 4 a 5 horas = trovões,
tempestade;
ascensão rápida = tempo bom de
pouca duração;
ascensão regular = tempo seco e
bom ou frio e seco no inverno.
Para seu perfeito funcionamento, é
necessário ajustá-lo conforme a
altitude do lugar onde é instalado.
1.
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3.
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7.
8.
9.
Escala auxiliar
Ponteiro regulável
Escala de altitudes
Tubo de vidro
Coluna de mercúrio
Termômetro
Tampa
Dispositivo de segurança
Recipiente de mercúrio
3
Links interessantes sobre o assunto
http://www.feiradeciencias.com.br/sala19/texto03.asp
http://users.hotlink.com.br/marielli/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Blaise_Pascal
http://www.museudocomputador.com.br/personalidades_pascal.php
http://www1.fis.uc.pt/museu/pneu.htm
"Enquanto partidários e oponentes da teoria do vácuo discutiam entre si a natureza do espaço
situado por cima da coluna de água, Evangelista Torricelli (1608-1647) teve a ideia de substituir a
água por mercúrio. Um tubo fechado numa das extremidades era cheio de mercúrio e colocado por
cima de uma tina que continha igualmente mercúrio. Imediatamente este descia no tubo e parava
sempre à mesma altura (± 760 mm), deixando por cima um espaço vazio, sem mercúrio. Torricelli
atribuía correctamente a causa do fenómeno à pressão atmosférica sobre a superfície do mercúrio.
Para que esta ideia se impusesse ao mundo culto, foi preciso esperar a obra de Blaise Pascal, e a
experiência decisiva realizada pelo seu cunhado, Florin-Périer. Este repetiu a experiência de
Torricelli, no mesmo dia, no sopé da montanha de Puy-de-Dôme, a meia altura e no cume. Uma
vez que a coluna de mercúrio diminuia à medida que se ascendia no Puy-de-Dôme, estava provado
que a causa do resultado da experiência era a pressão atmosférica, mais elevada a baixa altitude,
menor a elevada altitude. As experiências de Pascal sobre a ascensão da água no corpo de bomba e
no tubo de Torricelli vão permitir-lhe elaborar a sua hidrostática, exposta nos seus dois Traitez de
l'équilibre des liqueurs et de la pesanteur de la masse de l'air (1663)".
http://atelier.uarte.mct.pt/rota-do-tempo/Fisicos/Boyle.htm
http://www.dsr.inpe.br/vcsr/html/APOSTILA_PDF/CAP5_SHSFerreira.pdf
"O barômetro de Torricelli constituía-se de um tubo de vidro fechado em uma das extremidades.
Este tubo preenchido com mercúrio era embocado em uma cuba contendo o mesmo líquido
metálico. Desta forma, verificava-se na época que o peso da coluna de mercúrio era equilibrado
pela pressão do ar, permanecendo aproximadamente à 760 mm de altura, isto é, indicando a pressão
de 760 mmHg , o que eqüivale aproximadamente à 1013 hPa (hecto -Pascal) ou 1,013 x 105 N/m2 ,
que também corresponde à pressão normal atmosférica ao nível médio do mar. Esta pressão varia
com a altitude do lugar e também com as condições do tempo. O aumento dos valores de pressão
está relacionado ao movimento descendente do ar, inibindo a formação de nuvens. Ao contrário, a
diminuição da pressão, está relacionada ao movimento ascendente do ar, permitindo a condensação
do vapor d’água e a formação de nuvens. Tais relações foram depois esclarecidas, através do
estudo da dinâmica da atmosfera. Além do barômetro, outros importantes instrumentos
meteorológicos foram inventados na mesma época, tais como os
anemômetros, termômetros, pluviômetros, etc".
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http://www.ifi.unicamp.br/sbv/artigoRobertoStempniak.pdf
"No transcorrer dos tempos os conceitos sobre vácuo evoluíram e permitiram ao homem realizar
aquilo que inicialmente parecia impossível: produzir um ambiente quase sem matéria. Os primeiros
pesquisadores a começar pelos da Escola de Alexandria, passando por Torricelli, Pascal e tantos
outros nunca imaginaram que de suas primeiras experiências viriam aplicações científicas notáveis
como a compreensão do que é a atmosfera, das propriedades químicas dos materiais, da
eletricidade e da própria estrutura mais íntima da matéria. Ainda hoje muitas pessoas ignoram que
toda a eletrônica, sistemas de comunicações, computadores e até uma prosaica garrafa térmica
dependem de sistemas de vácuo. ... Mais tarde, Aristóteles (384-322 a.C) viria considerar o
problema do vácuo negando a possibilidade de sua existência. Aristóteles não aceitava a teoria
atômica de Demócrito. O raciocínio de Aristóteles, para provar a não existência do vácuo, utilizava
a experiência de queda dos corpos. Os corpos ao caírem sofrem uma resistência do meio em que
caem: resistência do ar, da água, etc. Alguns meios oferecem maior resistência, outros menor
resistência. Mas essa resistência está sempre presente, limitando a velocidade. Se houvesse vácuo,
os corpos não encontrariam resistência alguma e sua velocidade cresceria indefinidamente
chegando a uma velocidade infinita. Logo o vácuo não pode existir. Como sabemos, Aristóteles foi
o filósofo que mais influenciou o pensamento científico dos séculos que se seguiram e essas idéias
foram se propagando até a época do renascimento com uma frase repetida freqüentemente: “A
natureza tem horror ao vácuo...”. E essa concepção era utilizada para interpretar determinados
fenômenos como, por exemplo, quando mergulhamos um canudo em um copo de água. Ao
chuparmos o ar contido no canudo a água sobe para preencher o espaço onde se retirou o ar para
que não houvesse vácuo... Somente no início do século XX a teoria da relatividade de Albert
Einstein veio mostrar que a idéia de “éter”, que era suposto por Maxwell matéria que preencheria
todo o universo, era desnecessária e que, novamente, poder-se-ia falar em vácuo. ... É interessante
perceber que a experiência de Torricelli, com o seu barômetro foi uma das primeiras técnicas para
produzir vácuo artificialmente. Vejamos porque: o mercúrio desceu desde a extremidade fechada
do tubo até chegar, no equilíbrio, a 76cm. Esse espaço entre a extremidade fechada do tubo e o
nível superior de mercúrio é desprovido de matéria ou, pelo menos quase desprovido de matéria
uma vez que sempre há uma certa quantidade, ainda que pequena, de vapor de mercúrio para criar
uma pequena pressão. Em todo o caso a pressão nessa região é um vácuo parcial já de muito boa
qualidade. Trata-se, pois, de uma técnica para se produzir um bom vácuo. ...
... O caminho livre médio é a principal referência para os pesquisadores que precisam utilizar o
vácuo em seus trabalhos porque, muitas vezes, a presença do ar pode representar um empecilho
para o movimento de outras partículas em que o cientista está interessado. É o caso, por exemplo,
de um tubo de televisão (“tubo de raios catódicos”) onde elétrons emitidos da parte de trás do tubo
devem chegar até a tela. Se a pressão não for muito baixa, os elétrons não conseguem atingir
diretamente a tela para formar a imagem devido à alta probabilidade de colisões com as moléculas
presentes. Por isso é preciso reduzir a pressão de modo que o caminho livre médio seja muito maior
do que o tamanho do tubo de imagem do televisor e assim os elétrons possam chegar sem
problemas à tela. A tabela 1 mostra a relação entre a pressão e os parâmetros mencionados. ...
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Neste pequeno passeio pelas idéias sobre o “nada” a que chamamos de vácuo, vemos que embora o
vácuo perfeito não exista, as aproximações que dele temos permite não só que compreendamos
melhor a natureza mas que também tenhamos acesso a tecnologias cada vez mais importantes para
a vida moderna".
http://jglg.uma.pt/Fg/Components/Pdf/aula03.pdf
A linha a azul é a que obtemos assumindo que o ar é um gás compressível. A título de comparação
está representada a violeta a variação da pressão com a altitude assumindo que o ar é um gás
incompressível. Para baixas altitudes a diferença não é muita. ....
Se um fluido é compressível a massa específica varia com a pressão. Temos que fazer altura do
cilindro infinitesimal e a equação fundamental da hidrostática passa a ter a forma:
dp = −ρ × g × dz = − γ × dz ...
Torricelli
1608-1647
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