Ciência em Casa
A agulha que flutua
Ciência em Casa

Material

      Copo de vidro.
      Duas agulhas finas.
      Pinça.
 
Compostos

      Água destilada.
      Óleo.
      Cloreto de sódio (sal).
 
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Fotos:  





Procedimento

     1. Deita água destilada num copo [1] até 3/4 da sua capacidade total.(a água deve ser destilada para termos água praticamente sem iões, catiões e outras impurezas, que podem afectar a tensão superficial)

     2. Deita noutro copo [2] a mesma quantidade de água e dissolve nesta, a quantidade máxima de cloreto de sódio (sal de cozinha). (a quantidade máxima pode ser notada quando o sal começar a precipitar no fundo do copo)

     3. Agora, passa ao tratamento da primeira agulha, que deve ser colocada na superfície da água sem que os dedos entrem em contacto com esta. (podes usar uma pinça para colocar a agulha. O que vais verificar é que a agulha vai ficar à superfície, mais facilmente, para o líquido com sal. Os dedos não devem tocar a superfície porque têm sempre impurezas, e estas, como foi dito anteriormente, afectam a tensão superficial)

     4. Por fim, a agulha [2] deve ser mergulhada em óleo antes de se tentar colocar a agulha na superfície da água. (o que se verifica é que para ambos os copos, o equilíbrio da agulha na superfície da água é muito mais fácil)
 
O porquê?

A agulha não se afunda, devido à existência da tensão superficial na interface que separa o ar da água. A existência da tensão superficial foi discutida na experiência do copo que leva líquido a mais.

Assim como os alfaiates, a agulha não se afunda porque não tem peso suficiente, estando este distribuído. É evidente que tendo a mesma massa na forma de uma esfera, esta iria submergir porque a tensão superficial iria actuar num perímetro muito pequeno. Temos de contar também com a impulsão que a água exerce na agulha. Isto é, como a agulha está em equilíbrio a soma das forças é nula. A soma da impulsão e a componente vertical da tensão superficial vezes o perímetro da agulha é igual ao peso da agulha.

Na experiência é introduzido o óleo, porque este é hidrofobo. Banhando a agulha no óleo esta vai ficar com uma superfície hidrofoba (não gosta de água) que irá facilitar a sua manutenção na interface. Às vezes não é necessário adicionar óleo, basta a gordura das mãos para tornar mais fácil a flutuação.
 




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