Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

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Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Guga1981 em Ter Mar 07 2017, 12:15

Gostaria de sabe o seguinte:
Se a pressão atmosférica age em todas as direções e, ao nível do mar, ela é maior que a pressão exercida por uma coluna de aguá no interior de uma garrafa PET (como podemos confirmar repetindo a experiência de Torricelli), por que ao virar essa mesma garrafa de ponta cabeça, só que desta vez sem o recipiente de baixo (bacia com água) o líquido cai? A pressão atmosférica não deveria impedir que a agua saisse?
Se a questão é Força1/área = Força2/área (onde área é tanto a boca da garrafa no caso em que a agua cai como a area de contato entre a água e o ar situada na bacia experiencia de torricelli), por que a direção da força seria relevante (força peso faz a agua cair porque tem direção pra baixo) se a pressão age em TODAS as direções? 
Resumindo: na experiencia de torriceli a pressão atmosférica impede que o liquido caia e no emborcamento de uma garrafa (apesar da pressão da coluna de liquido do interior da garrafa e a pressão atmosférica terem a mesma área de contato) a água cai, sendo que a pressão externa da garrafa age em TODAS as direções.

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Elcioschin em Ter Mar 07 2017, 13:10

Quando você vira a garrafa de boca para baixo, o nível na parte superior (fundo da garrafa) abaixa um pouco, ficando este espaço sujeito à pressão atmosférica do ar.

A pressão do ar abaixo da boca da garrafa também é a pressão atmosférica: logo, as duas pressões são iguais e se equilibram.

Mas você se esqueceu de um detalhe:o peso da água (para baixo) desequilibra a "equação" e a água cai.
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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Guga1981 em Ter Mar 07 2017, 13:40

Mas, isso não faz sentido! O nível na parte superior (fundo da garrafa) esta vedado, logo ele não está sujeito à pressão atmosférica e consequentemente nao pode "baixar um pouco" a não ser que a agua desça e para que a água desça ou a pressão interna do líquido e maior que a pressão externa ou hã um furo em qualquer ponto acima da boca da garrafa (no fundo, por exemplo) e aí sim as pressoes se igualam e o peso da água desequilibra a equação.

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Euclides em Ter Mar 07 2017, 14:06

Faça a seguinte experiência:

1. use uma garrafa pet vazia e que tenha a sua tampa.
2. use também um canudo de tomar refrigerante

procedimento:

3. encha a garrafa pet com água e tampe-a.

4. de um copo com água, use o canudo e sugue a água até enchê-lo. Em seguida, antes de retirá-lo do copo, tape a boca superior do canudo com o dedo enquanto o mantem cheio. Retire o canudo do copo e observe que a água não cai.

5. emborque a garrafa e retire a tampa cuidadosamente e então observe a água cair em golfadas.

Agora responda:

- porquê a água fica retida no canudo e cai da garrafa?


PS: você tentaria essa experiência usando um copo, um balde?

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Guga1981 em Ter Mar 07 2017, 20:36

Não entendi essa parte que você escreveu: "4. de um copo com água, use o canudo e sugue a água até enchê-lo." Se eu sugo a água de um copo, como eu posso enche-lo?

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Euclides em Ter Mar 07 2017, 20:41

Guga1981 escreveu:Não entendi essa parte que você escreveu: "4. de um copo com água, use o canudo e sugue a água até enchê-lo." Se eu sugo a água de um copo, como eu posso enche-lo?
Encher o canudo.

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Guga1981 em Ter Mar 07 2017, 21:44

Se a pressão do canudo é peso da coluna de água do canudo sobre a área da boca do canudo e a pressão da garrafa ê o peso da coluna de água da garrafa sobre a area da boca da garrafa, eu chego a conclusão de que a pressão no interior da garrafa é maior que a pressão no interior do canudo e que a pressão a pressão do canudo é menor que a pressão atmosférica e que a pressão da garrafa é maior que a pressão atmosférica. Mas isso é verdade?

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Euclides em Ter Mar 07 2017, 22:12

Não é verdade. A pressão depende apenas da altura da coluna líquida. O fenômeno tem a ver com a "tensão superficial" do líquido. Você já deve ter visto insetos caminhando sobre a água sem afundar.

As superfícies líquidas têm uma determinada coesão, atraindo-se mutuamente com uma certa força, que pode, por exemplo suportar o peso do inseto.

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quanto maior a área, para a mesma pressão, maior a força que acaba por romper a coesão da película.

Veja como uma folha de papel ajuda a manter a água no copo.


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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Guga1981 em Ter Mar 07 2017, 23:31

Em relação ao canudo e a garrafa entendi perfeitamente. Mas qual a relação entre tensão superficial e a experiência de torricelli? Teria algum exemplo para me dar?

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Euclides em Ter Mar 07 2017, 23:35

Guga1981 escreveu: Mas qual a relação entre tensão superficial e a experiência de torricelli? Teria algum exemplo para me dar?
Nenhuma relação. O tubo está sempre mergulhado na cuba com mercúrio.

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Guga1981 em Qua Mar 08 2017, 00:02

Digamos que a area da bacia de uma experiência de torricelli (feita com água) seja de 300cm^2 e que a coluna de água desta experiência seja de 480cm^3, e a boca da coluna de 48cm^2. A água não cairá sendo a tensão superficial igual a 252cm^2 (area da bacia menos a área da boca da coluna (area da boca do tubo).
Mas se eu pegar um tubo de 1,9cm de altura e 252cm^2 de area da base (a mesma área de contato da experiência de torricelli - e a mesma tensão superficial da água, em tese), a água cairá.
A tensão superficial (agregamento de partículas) são iguais nos dois casos.
Entao por quê no primeiro caso é capaz de sustentar o peso dos 480cm^3 de água e no segundo caso não?
A tensão superficial não é um dado X resultado da divisão de força pela área?

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Euclides em Qua Mar 08 2017, 00:19

Guga1981 escreveu:Digamos que a area da bacia de uma experiência de torricelli (feita com água) seja de 300cm^2 e que a coluna de água desta experiência seja de 480cm^3, e a boca da coluna de 48cm^2. A água não cairá sendo a tensão superficial igual a 252cm^2 (area da bacia menos a área da boca da coluna (area da boca do tubo).
Mas se eu pegar um tubo de 1,9cm de altura e 252cm^2 de area da base (a mesma área de contato da experiência de torricelli - e a mesma tensão superficial da água,  em tese), a água cairá.
A tensão superficial (agregamento de partículas) são iguais nos dois casos.
Entao por quê no primeiro caso é capaz de sustentar o peso dos 480cm^3 de água e no segundo caso não?
A tensão superficial não é um dado X resultado da divisão de força pela área?
Não é nada disso. Eu já disse que nada tem a ver.

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Re: Dilema: porque a água de uma garrafa cai?

Mensagem por Guga1981 em Qua Mar 08 2017, 00:31

Porque a tensão superficial (força x pressão) não é suficiente para "prender" a água dentro da garrafa.

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