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1. 2 Sem destampar o canudo retire o do copo e introduza o no ramo longo do tubo em U at o fundo 7 me da da CANUDO o RAMO LONGO DO TUBO gt EM U TUBO 2 AGUA APM 2 d ME SUPORTE Em seguida destampe o canudo e 3 retire o cuidadosamente do tubo em U A gua do canudo ir distri buir se entre o tubo em U e o tubo 2 DEDO D C NUDO TUBO EM U TUBO 2 4 LUVA 2 AGUA gt 1 suPoRTE A he 4 Repita algumas vezes esta se qu ncia passos 1 a 3 at que a gua atinja aproximadamente a me tade da altura do tubo em U ATEN O n o devem formar se bolhas de ar dentro da gua do tubo em U e do tubo 2 Se isto acontecer d algumas batidinhas com um l pis nas paredes dos tubos at que as bo lhas desapare am O QUE ACONTECEU Quando a gua atingiu a metade da altura do tubo em U ela atingiu no tubo 2 uma altura igual diferente Deixe a gua no interior do tubo em U e do tubo 2 Leia os passos 5 6 7 e 8 antes de continuar Ra um pouco de leo de cozinha em uma x cara de caf Em seguida aspire leo pelo canu do at metade de sua altura ATEN O cuidado para que o leo n o chegue at a boca G Quando o leo atingir metade da altura do canudo tampe imedia tamente com o dedo sua extremidade superior Em seguida retire o canu do da xicara Sem destampar o canudo limpe O2. DA VINCI DENSIDADE DOS LA L QUIDOS re a 4 7 W 0068 r gua fUNBEC A s rie das 50 experi ncias que acompanha os fasc culos desta cole o constitui projeto elaborado pela Funda o Brasileira para o Desenvolvimento do Ensino de Ci ncia COORDENA O DO PROJETO Prof Myriam Krasilchik Autor das experi ncias sobre Densidade dos l quidos capilaridade e do texto base do Manual de Instru es Hideya Nakano EDITOR VICTOR CIVITA Diretor de Publica es Roberto Civita Diretor da Divis o Fasc culos Pedro Paulo Poppovic Diretor Editorial de Fasc culos Ary Coelho CONSELHO EDITORIAL Vice Diretor Elizabeth di Cropani Secret rio Editorial Antonio Silvio Lef vre Chefe de Arte Carlos Alberto Lozza Editoria de Texto Nelson Corga Pesquisa Antonio M de Almeida Prado F Assistentes de Arte Lu s Gon alves Satiko Arikita Vivielen Dall Osto Supervisor de Arte Elifas Andreato COPYRIGHT MUNDIAL 1972 ABRIL S A CULTURAL E INDUSTRIAL CAIXA POSTAL 2372 S O PAULO BRASIL Composto e impresso em oficinas pr prias CUIDADOS COM O MATERIAL PARA FAZER ESTA EXPERI NCIA SIGA CUIDADOSAMENTE AS INSTRU ES DO MANUAL Voc precisa saber quais os cuidados que dever tomar certos materiais s o delicados e qualquer descuido pode prejudicar a experi ncia outros oferecem perigo se n o foram devida mente utilizados Siga rigorosamente a cada passo as Ins
3. afastadas L MINAS L MINAS M RADAS PROXIMAS A superficie da gua forma uma curva ascendente que vai da extre midade onde as laminas est o mais afastadas para a extremidade onde est o mais pr ximas COMO POR QU l O que aconteceu entre as l minas semelhante ao que ocorreu nos tubos capilares Na extremidade em que as l minas estavam mais separa das o peso da gua entre as laminas era maior menor Assim a for a de ader ncia entre a gua e as l minas n o conseguiu vencer a for a peso pote mais pr ximas estavam e as l minas maior menor era o peso da gua entre elas Assim medida que a for a peso que se opunha f r a de ader ncia diminuia a for a de ader ncia se sobrepunha a ela o n vel da gua subia gradativamente formando a curva que voc observou
4. Siza si Em seguida destampe o canudo e J retire o cuidadosamente do tubo em U TIRE O f DEDO Desta maneira voc come ou a en cher de gua o tubo em U e o tubo 2 Repita algumas vezes a opera o at que a gua atinja aproximada mente a metade da altura do tubo em U EXPERI NCIA A 2 PESO ESPEC FICO DE OUTROS L QUIDOS Voc poder medir o peso espec fico de alguns destes liquidos gasolina dom stica removedor leo lubrifi cante ou leo de cozinha diferente do que voc utilizou na experi ncia A 1 existem leos de oliva de amendoim de girassol de milho etc cada um deles com peso especi fico caracter stico Escolha o liquido do qual voc quer medir o peso espec fico assegure se de que ele n o se mistura agua e coloque uma pequena quan tidade desse liquido numa xicara de caf ATEN O se usar a mesma xicara lave a bem com gua e detergente Aspire um pouco desse l quido 2 com o canudo at metade de sua altura Tampe imediatamente o ca nudo retire o da x cara e limpe o li quido que o molhou por fora 3 Em seguida sem destampar o canudo introduza o no ramo longo do tubo em U at que sua extremidade encoste na gua que se encontra no interior do tubo ATEN O n o mergulhe o canu do na gua fig A Quando o canudo encostar na gua destampe a extremidade superior do canudo e retire o vagarosamente do tubo em U Me a a altura d
5. leo que o molhou por fora usando pa pel absorvente 7 Ainda sem destampar o canudo introduza o no ramo longo do tubo em U at que sua extremidade encoste na gua que se encontra no interior do tubo ATEN O o a nudo com leo n o deve mergulhar na gua do tubo em U 8 Quando o canudo com leo en costar na gua do tubo em U des tampe a extremidade do canudo e retire o vagarosamente do tubo em U O leo do canudo dever ficar depositado sobre a gua do tubo em U sem misturar se com ela e sem formar bolhas Se algumas gotas de leo mistura rem se gua conv m jogar fora o conte do dos tubos lav los com detergente e gua morna recome ar a experi ncia 9 Uma vez retirado o canudo com pare o n vel do leo notubo em U com o n vel da gua fio tubo 2 Qual deles ficou mais alto o nivel da gua o nivel do leo 1 0 Voc dever medir a altura da coluna do leo Para isso ajus te o zero 0 da r gua no limite entre a gua o leo Me a a dist ncia entre esse limite e o alto da coluna de leo Anote esta medida no qua dro 1 coluna A na linha correspon dente 1 2 medida E E ATEN O voc deve medir quan tos cent metros e quantos milimetros tem a coluna de leo Na figura a cima por exemplo a coluna tem aproximadamente 7 2 em 7 centi metros e 2 mil metros QUADRO 1 PESO ESPEC FICO DO LEO ALTURA DA COL
6. UNA DE LEO 1 Ajuste novamente o zero 0 da r gua no limite entre a gua co leo e me a a altura da coluna de gua dist ncia entre este limite e o alto da coluna de gua Anote essa medida no quadro 1 co luna B na linha correspondente 1 medida ALTURA DA COLUNA altura de gua _ altura de leo altura de gua _ cm altura de leo altura de gua altura de leo Usando o canudo aspire mais 12 leo da x cara aproximada mente meio canudo Tampe com o dedo a extremidade superior do canudo retire o da x cara sem des tamp lo e limpe o leo que o molhou Em seguida introduza o ca nudo no tubo em U at que sua extremidade inferior encoste na su perficie do leo Destampe ent o a extremidade supe rior do canudo e retire o do tubo em U 13 Compare o n vel da gua com o n vel do leo Qua deles ficou mais alto C o nivel da gua 6 O o n vel do leo 4 Ajuste o zero da r gua no limite entre a gua e o leo e me a a altura das colunas de leo e gua Anote as novas medidas no quadro 1 coluna A para o leo e coluna B para a gua na linha correspondente 2 medida Aspire novamente meio canudo de leo e introduza o no tubo em U tomando todos os cuidados anteriores Compare novamente O n vel da gua com o do leo Qual deles ficou agora mais alto o nivel da gua C o n vel do leo Me a outra ve
7. a coluna do li 4 quido e a altura da coluna de gua anote as no quadro 2 p g 10 nas linhas A e B nacoluna correspondente 1 medida Acr s cente mais meio canudo do liquido no tubo em U e fa a uma 2 medida da altura das colunas Anote a no quadro Acrescent outro meio ca nudo do l quido fa a uma 3 medi da e anote a no quadro Em seguida tire a m dia das 3 medidas e anote a na ltima coluna da linha C este o peso espec fico do liquido utilizado fig A E o yi rig LIQUIDO EE me AGUA nt U EXPERIMENTO B VASOS COMUNICANTES TUBO 5 No experimento anterior voc co municou dois tubos de di metro igual tubo em U e tubo 2 O que acontecer se voc utilizar tubos de LUVA 5 di metro diferente o que voc vai verificar neste experimento Material Utilizado canudo sargen TUBO to suporte tubo em U luvas 1 2 3 EM U 4 e 5 tubos 1 2 3 4 e5 QUADRO 2 PESO ESPEC FICO DO L QUIDO DA COLUNA DE L QUIDO e MONTAGEM B 1 4 Fixe o sargento mesa e encaixe no suporte a parte curva do tubo Lave o tubo em U o tubo 2 a em U luva 2 e o canudo com detergente e gua morna 2 Procure o tubo que encaixe na luva 5 tubo 5 PESO ESPEC FICO a 3 Encaixe a outra extremidade da luva 5 no ramo curto do tubo em U EXPERI NCIA B 1 L Usando o canudo coloque gua no ramo longo do tubo em U
8. ader ncia op e se o peso da coluna de gua que se ncon tra no interior do tubo A for a peso tende a puxar a coluna de gua para baixo 2 Quando o di metro do tubo grande a coluna de gua tem peso suficiente para vencer a for a de ader ncia s paredes Nestas condi es a gua do tubo fica no mesmo n vel da gua do recipiente em que est mergulhado Quando por m o di metro do tubo muito reduzido tubos capilares a coluna de gua tem peso muito pequeno insuficiente para vencer a for a de ader ncia Esta ltima tende ent o a puxar a gua para cima Assim o n vel da gua no interior do tubo fica mais alto que a gua do recipiente EXPERI NCIA C 2 Leia os pass s 1 2 e 3 antes de come ar j Estes um pouco de gua em um prato fundo cerca de meio centimetro de altura de gua ou seja 5 mm n T J eoim s duas l minas de vidro uma da outra e coloque um palito de f sforo entre elas em uma das extremidades Segure as duas l minas pela borda superior pressio nando o palito para n o deix lo cair PALITO DE FOSFORO L MINAS 3 Continue pressionando as l mi nas contra o palito e mergulhe a borda inferior das l minas na gua do prato Observe o que acontece entre as duas l minas O QUE ACONTECEU A agua subiu no espa o situado entre as l minas A altura da gua foi maior na extremidade em que as l minas estavam mais pr ximas
9. at metade da sua altura ATEN O n o devem formar se bolhas de ar na gua do tubo em U e do tubo 5 Se isto acontecer d algu mas batidinhas com um l pis na pa rede dos tubos at que as bolhas desapare am O QUE ACONTECEU Compare a altura da coluna de gua no tubo em U com a altura da colu na de gua no tubo 5 As colunas t m alturas 0 praticamente iguais COMO POR QU I No experimento anterior quando FE voc comunicou o tubo em U com o tubo 2 o volume de gua nos dois tubos era igual pois ambos ti nham o mesmo di metro Assim a coluna de gua em um lado tinha o mesmo peso da coluna de gua do outro lado e o n vel do l quido era igual nos dois lados 2 Neste experimento 6 di metro do tubo 5 maior que o di metro do tubo em U COLU DE AGUA DO Compare as colunas de gua situa das acima da linha pontilhada na fi gura acima O volume de gua no tubo 5 maior menor que o volume de gua no tubo em U oo B TUBO 5 Portanto o peso da coiuna de 3 gua do tubo 5 maior menor que o peso da coluna de gua do tubo em U 4 Se uma coluna de gua mais pe sada que a outra voc poderia esperar que o n vel do l quido fosse diferente nos dois lados Entretanto voc observou que o n vel da gua igual nos dois lados explica o a seguinte coluna de gua do tubo em U equilibrada por uma coluna de gua de di met
10. gua ficou um pouco mais alto que no tubo em U ramo longo A diferen a de altura entre os dois tubos n o foi muito grande mas de qualquer forma foi maior que em todos os casos anteriores COMO POR QU Quando voc colocou o tubo em U em comunica o com os tubos 5 4 3 e 2 voc verificou que o n vel da gua nos dois lados foi sempre praticamente igual _ nitidamente diferente Este o princ pio dos vasos ou tubos comunicantes Quando um li quido colocado em dois tubos comunicantes de di metro diferente o nivel do l quido sempre igual nos dois tubos independente do di me tro de ambos Quando entretanto voc colocou Ps tubo em U em comunica o com o tubo o nivel da gua no tubo 1 foi um pouco mais alto que o n vel da gua no tubo em U Isto se deve ao fen meno da capilaridade Quando o di metro de um tubo inferior a um determinado limite o l quido existente em seu interior tende a subir pelas paredes inter nas do tubo No experimento se guinte voc poder observar melhor este fen meno EXPERIMENTO C CAPILARIDADE Trabalhando com tubos de di metro reduzido Leonardo da Vinci obser vou o fen meno da capilaridade Entretanto o estranho comporta m nto da gua s foi explicado recentemente Neste experimento voc vai observar a capilaridade e compreender a causa do fen meno Material Utilizado tubos 1 2 3 4 e 5 tubos capilare
11. ro igual situada dentro do tubo 5 em vermelho na figura O restante da gua do tubo 5 em preto na figura equilibrado pela base da luva O que acontecer se ao inv s do tubo 5 voc utilizar tubos de di me tro menor Fa a as experi ncias EXPERI NCIA B 2 Desfa a a montagem anterior Procure o tubo que encaixa na luva 4 tubo 4 Adapte a outra extremidade da luva 4 no ramo curto do tubo em U Encaixe o tubo em U no suporte Usando o canudo coloque gua 2 no ramo longo do tubo em U at metade da sua altura Compare a altura da coluna de gua no tubo em U com a altura da colu na de gua no tubo 4 O QUE ACONTECEU As colunas de gua t m alturas praticamente iguais C nitidamente diferentes Repita agora a mesma experi n Seia utilizando o tubo 3 com a luva 3 O QUE ACONTECEU As colunas de gua t m alturas _ praticamente iguais a nitidamente diferentes Rs 4 Voc J realizou esta mesma experi ncia com o tubo 2 expe ri ncia A 1 e verificou que as colu nas de gua tamb m tinham alturas praticamente iguais Fa a agora a experi ncia utilizando o tubo com a luva 1 EA CANUDO S EN RAMO LONGO DO TUBO EM U TUBO 1 s Sy o j4 suporte A O QUE ACONTECEU As colunas de gua t m alturas sa A Ta b tn _ praticamente iguais C nitidamente diferentes Voc deve ter notado que no tubo 1 o nivel da
12. s l minas de vidro EXPERI NCIA C 1 I Coloque gua limpa em um copo at 2 cm de altura o Fem ie Tinja ligeiramente a gua com uma gota de tinta de caneta serve um pequeno peda o de aquarela uma gota de caf etc 2 Mergulhe os tubos na gua do copo na ordem indicada e man tenha os de p apoiados na parede interna do copo gua do copo dever penetrar nos tubos Observe o n vel altura da gua no interior dos v rios tubos TUBOS CAPILARES O QUE ACONTECEU Do tubo so 2 o nivel da gua foi praticamente igual nitidamente diferente No tubo f o nivel da guafoi um pouco mais alto bem mais alto que nos 4 primeiros tubos E final mente nos tubos capilares o nivel da gua foi um pouco mais alto bem mais alto que nos 4 primeiros tubos Portanto quando di metro gos 2 tubos inferior a um iidetermin jimite tubo D o liquido ende E subir pelas paredes internas Quanto menor for o di metro de um tubo a Mais alto mais baixo ficar o nivel do liquido em seu interior O fen meno bastante nitido nos tubos de di metro bem pequeno tubos capilares COMO POR QU I Entre as mol culas de gua que se encontram no interior de um tubo e as paredes i internas desse tubo exis teu uma for a de cle que tende a puxar a gua para as paredes do t bo Isto acontece sempre iridepen dente do diametro do tubo A essa for a de
13. tru es deste Manual e procure n o desperdi ar nada O material inclu do neste kit foi minuciosamente controlado 6 testado Com ele voc poder realizar pelo menos tr s vezes todas as experi ncias descritas COMO USAR ESTE MANUAL Lendo este Manual e vendo as figuras voc vai fazer algumas experi ncias Tenha sempre um l pis m o para responder os testes ou preencher os espa os em branco quando necess rio Voc pode fazer todas as experi ncias em seguida ou por etapas sozinho ou com amigos Sempre que aparecer uma faixa vermelha como na figura ao tado ela cont m uma resposta ao que foi perguntado no item anterior Responda primeiro 8 s depois confira a resposta Para verificar se voc acertou basta por o decifrador pl stico transparente sobre a faixa ESTE MANUAL DE INSTRU ES N O PODE SER VENDIDO SEPARADAMENTE DA CAIXA DE EXPERI NCIAS E DO FABCICULO DE QUE FAZ PARTE INDICE p g alegam A 1 p g 2 Experi ncia A 1 Peso espec fico do leo p g 8 Montagem A 2 p g 9 Experi ncia A 2 Peso espec fico de outros liquidos p g 10 EXPERIMENTO B VASOS COMUNICANTES Montagem B 1 p g 11 Experi ncia B 1 p g 12 Experi ncia B 2 p g 14 EXPERIMENTO C CAPILARIDADE Experi ncia C 1 p g 15 Experi ncia C 2 Material Suplementar para todos os experimentos deste kit um copo uma xicara de caf uma colher de sopa um prato f
14. undo leo comes tivel de qualquer tipo de amendoim de algod o de milho de oliva etc palito de f sforo detergente papel absorvente guardanapo len o de papel ou papel higi nico EXPERIMENTO A PESO ESPEC FICO DE CERTOS L QUIDOS Quando um liquido flutua sobre outro costuma se dizer que ele mais leve que o outro Em outras palavras cada l quido possui um peso espec fico ou uma densidade Colocando certos liquidos em conta to num sistema de tubos voc ir pesar estes l quidos isto deter minar O seu peso espec fico Material utilizado sargento supor te tubo em U luva 2 tubo 2 canu do r gua MONTAGEM A 1 Encaixe o su EM em porte do tubo em U no corpo do sargento o SARGENTO Ca w aat 2 Fixe o sargento na beirada de uma mesa girando o parafuso 3 Coloque as luvas de pl stico em ordem da mais estreita para a mais larga Numere as luvas colan do sobre elas as etiquetas de 1 a 5 a n I na mais estreita a n 5 na mais larga Blorr 4 Procure o tubo que encaixa na luva 2 tu bo 2 outra extre iii midade da luva deve ser encaixada no ra mo curto do tubo em U LUvA 2 i 6 CAR no suporte a parte curva do tubo em U EXPERI NCIA A I PESO ESPEC FICO DO LEO Leis os passos 1 2 e 3 at o fim l Mergulhe o canudo num copo com gua Mantenha o canudo na vertical e tampe com o dedo a extre midade superior
15. valor da coluna B dividido pelo valor da coluna O resultado destas 3 divis es bastante diferente aproximadamente igual 6 Estes resultados correspondem aproximadamente ao peso especi fico do leo de cozinha utilizado Para ter um resultado mais preciso conveniente tirar a m dia dos 3 valores obtidos para isto some os 3 resultados e divida por 3 anote a m dia encontrada na ltima linha da coluna 7 Por conven o o peso especifico da gua Igf cm Isto significa que cada centimetro c bico de gua pesa exatamente grama for a O valor m dio encontrado para o peso espec fico do leo foi maior menor do que 1 O peso especifico do leo de cozinha utilizado o peso de 1 em desse leo Utilizando este m todo voc pode determinar o peso espec fico de qual quer outro liquido que n o se mistu re gua o que voc vai fazer na experi ncia seguinte MONTAGEM A 2 l Lave muito bem o tubo em U o tubo 2 a luva 2 e o canudo com detergente e agua morna para de sengordur los Adapte novamente o tubo em U no tubo 2 atrav s da luva 2 Em seguida encaixe os no supor te Leia os passos 2 e 3 mixe continuar vi Mergulhe o canudo num copo 2 com gua Mantendo o canudo na vertical tampe com o dedo a extre midade superior Em seguida sem destampar o canudo introduza o no ramo longo do tubo em U at o fundo ca AN CANUDO
16. z a altura das colunas de leo e gua e anote as no quadro cotu as A e B na linha corres pondente 3 medida O QUE ACONTECEU O tubo 2 tem o mesmo diametro interno que o tubo em U Assim quando os dois tubos s o adaptados um ao outro atrav s da luva eles funcionam como se fossem um s tubo 2 Quando os tubos continham ape nas gua esta atingia um n vel igual diferente nos dois ramos Quando os tubos continham gua e leo o n vel do leo foi sem PTE MAIS alto baixo mais 3 No primeiro casdiE as colu nas de gua nos dois ramos ti nham exatamente o mesmo peso Assim uma coluna equilibrou a outra No segundo caso B a colu na de leo necess ria para equilibrar a coluna d gua foi maior que esta Ou seja para equilibrar um determi nado volume de gua foi necess rio um volume de leo maior menor 4 Isto significa que o leo mais leve menos denso que a gua ou seja que um determinado volume de leo por exemplo 1 litro pesa mais menos que o mesmo volume de gua 5 O peso de uma unidade de volu me de um liquido 1 cent metro c bico denominado peso especi fico deste l quido Para conhecer o peso especifi ico do leo de cozinha utilizado fa a as opera es indicadas na coluna C do quadro divida cada valor encon trado para a altura da coluna de gua pelo valor correspondente da coluna de leo
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