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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


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