Esta peça feita inteiramente de vidro é um barômetro “molhado” de comparação, ou seja, serve para medir variações na pressão atmosférica a partir da diferença de altura de um líquido na esfera e no braço lateral. A partir da percepção da variação da pressão atmosférica, é possível prever alterações no clima como variação de temperatura e chuva.
Funcionamento
Ao encher a esfera até a metade com água, a informação da pressão atmosférica momentânea fica armazenada. A partir deste momento, qualquer leitura da diferença de altura entre a água da esfera e do braço resulta na diferença de pressão comparada ao momento em que o barômetro foi preparado.
A variação de pressão atmosférica está relacionada com eventos climáticos. Quando o clima esquenta a pressão diminui e o movimento ascendente do ar leva humidade para o céu, havendo formação de núvens e possibilidade de chuva. Quando a temperatura diminui, ocorre o contrário, aumentando a pressão atmosférica. O vídeo a seguir apresenta uma explicação sobre as relações entre pressão, temperatura, vento e chuva.
História dos barômetros
A invenção dos barômetros (medidores de pressão) se localiza no século 17. Há registros de que, no ano de 1630, o italiano Giovan Battista Baliani trocou cartas com Galileo Galilei. Nestas cartas, Baliani relata ter construido um sifão para transportar água sobre uma colina de 21 metros de altura, mas a água não teria preenchido o sifão e este não teria funcionado.
Nesta época, ainda era vigente o postulado aristotélico de que a “natureza abomina o vácuo”. Este postulado dizia que a existência do vácuo era impossível porque este puxaria a matéria a sua volta para se preencher, deixando de existir. Seguindo este raciocínio, seria possível utilizar uma bomba de sucção para criar um sifão. Investigando o caso de Baliani, Galileo reparou que a água não subiria mais do que 11m (metros) puxada por uma bomba de sucção. A partir das suas investigações, Galileo propôs que o vácuo só teria força para elevar a água até 11m, concordando com Aristóteles mas definindo um limite de validade do seu postulado e criando o conceito de “resistência do vácuo”.
Estas ideias teriam chegado aos ouvidos de Raffaele Magiotti e Gasparo Berti, em Roma, e estes tentaram produzir vácuo a partir de outros mecanismos que não um sifão. Entre os anos de 1639 e 1641, eles realizaram um experimento com um tubo comprido, preenchido com água e fechado dos dois lados; este tubo era colocado de pé com uma das extremidades mergulhadas em um corpo de água e esta extremidade era aberta. Parte da água escorria para fora do tubo, mas ainda se mantinha neste uma coluna de 10,3m de água, altura similar àquela obtida por Galileo. Como a outra extremidade ainda estava fechada e sem contato com a atmosfera, foi observado que dentro do tubo, acima da água, haveria vácuo.
Evangelista Torricelli, a quem é atribuída a invenção do barômetro, propôs uma explicação diferente. A revolução proposta por Torricelli foi a sua interpretação, revelada em carta a Michelangelo Ricci e datada de 1644. Nesta carta ele propõe que não seria o vácuo dentro do tubo que puxava o líquido para cima, mas o peso do ar da atmosfera que empurrava o líquido para dentro do tubo, exercendo força suficiente para segurar a coluna de água. A proposta de Torricelli via este experimento de manteira similar a uma balança e isso foi revolucionária porque nesta época se considerava que o ar não tinha peso.
Para seus experimentos, Torricelli utilizou um mecanismo análogo ao de Magiotti e Berti com mercúrio ao invés de água. O mercúrio possui densidade aproximadamente 13,6 vezes maior que a da água e, por isso, permitiu o uso de um tubo com menos de 1m. Com este experimento controlado, Torricelli percebeu que a coluna de mercúrio que não se esvaiu do tubo era de 76cm (centímetros) de altura, valor condizente com a diferença de densidade entre a água e o mercúrio.
Seguindo as ideias de Torricelli, Blaise Pascal aperfeiçoou o barômetro e realizou mais experimentos. Ele previu que a altura da coluna de mercúrio seria diferente em diferentes altitudes e solicitou que seu irmão realizasse o mesmo experimento sobre a montanha Puy de Dôme, com 1,4km de altitude. Como previsto por Pascal, a altura da coluna de mercúrio foi menor no alto da montanha, provando que o ar possui massa.
Pesquisa: Gabriel Cury Perrone; Físico UFRGS / Janeiro 2020