TERMOSCÓPIO

1. Objetivo do experimento:
Construir um termoscópio caseiro. Avaliar a influência da temperatura na dilatação do líquido, ou do vapor, bem como descobrir que a evaporação está relacionada com diminuição da temperatura do líquido, ou do vapor, quando se molha externamente o termoscópio.

 

2.  Breve fundamentação teórica:
O termoscópio é o precursor do termômetro. O objetivo principal de um termoscópio é poder avaliar as variações de temperatura, sem no entanto, quantificá-las, como ocorre num termômetro. Uma das grandes personalidades a idealizar um termoscópio foi Galileu Galilei.

A diferença do termoscópio que proporemos, para um termômetro (aberto) é que este possui uma escala associada à coluna do líquido. O que não impede que possa construir esta escala e transformar o termoscópio deste experimento num termômetro aberto. O termômetro é dito aberto porque, o líquido está sob efeito da atmosfera.

 

3.  Materiais necessários:
-    garrafa pequena de vidro transparente, com boca pequena e com tampa de rosquear (exemplo: garrafa de suco concentrado da Parmalat);

-    corante (mercúrio-cromo, por exemplo);

-    prego médio e prego grosso (grossura de um canudinho de refresco);

-    canudinho de refresco;

-    massa de modelar;

-    álcool;

-    água;

-    martelo;

-    bacia;

4.  Procedimento:

Com o prego médio fure a tampa, usando o prego grosso para  aumentar a largura do furo. O furo tem que ficar com espessura tal que o canudinho passe justo pelo furo.

Coloque água dentro da garrafa até preencher metade do volume (a água pode ser trocada por álcool, que dilata mais que a água).

Coloque algumas gotas de corante na água e misture bem.

Rosqueie a tampa, apertando bem, coloque o canudinho  e vede com massa de modelar (conforme o desenho). É importante que a vedação seja bem feita, pois qualquer vazamento de ar, mesmo que imperceptível, invalida a experiência (a massa de modelar pode ser substituída por silicone).

Agora sopre pelo canudinho de forma que algumas bolhas saiam dentro da água da garrafa. Você verificará que uma coluna do líquido subirá pelo canudinho, estacionando numa certa altura (caso a coluna de líquido abaixe rapidamente é sinal que há vazamento, verifique a vedação).

O termoscópio está pronto.

Com ele você pode demonstrar que a coluna sobe quando a temperatura aumenta e desce quando a temperatura diminui. Havendo a possibilidade, inclusive, de se construir uma escala.

Faça também o seguinte: segure com ambas as mãos na parte de baixo da garrafa (onde há líquido) por algum tempo, e você verificará que a coluna do líquido subirá um pouco, indicando o aumento da temperatura do líquido (isso somente ocorrerá, é claro, se a temperatura ambiente for inferior à temperatura das mãos). Em seguida segure na parte superior da garrafa, onde não há líquido, e você verificará que a coluna do líquido sobe mais rapidamente. Isto se explica porque o gás e o vapor de água dilatam mais do que o líquido quando aquecidos, empurrando o líquido coluna acima.

Você também pode jogar um pouco de água quente e depois água gelada, externamente sobre garrafa, e observar a coluna subir e descer rapidamente.

E se você jogar álcool externamente sobre a garrafa, a coluna do líquido baixará, comprovando que ao evaporar, o álcool, que é mais volátil que a água, retira energia do termoscópio. Este experimento permite até análise interdisciplinar com o processo de regulação térmica do corpo humano (transpiração/evaporação). J