O soluço da garrafa PET

ARTESANATO CIENTÍFICO A sucata vira conceito {Exclusividade do Feira de Ciências}

Prof. Luiz Ferraz Netto [Léo]
leobarretos@uol.com.br

ApresentaçãoVejo 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

A garrafa superior tem seu fundo totalmente corta- do (aberto para a atmosfera).  A energia inicial do processo do soluço foi fornecida pelo operador ao colocar a garrafa (1) cheia de água acima da gar- rafa (2) vazia. O início do processo é espontânea.

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).

MontagemA 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).

ProcedimentoColoque 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 funcionaEssencialmente 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).

O Manuseio e a Cultura Científica, são indispensáveis à formação dos jovens; o Artesanato Científico deve ser incentivado.