Torricelli e o Barômetro

Evangelista Torricelli

Torricelli inventou o barômetro, aperfeicoou o telescópio e construiu um tipo rudimentar de miscroscópio. Em matemática, entre outras descobertas, enunciou o teorema que permite determinar o centro de gravidade de qualquer figura geométrica por meio da relação de duas integrais.
Evangelista Torricelli nasceu em 15 de outubro de 1608 em Faenza, perto de Modigliana, que então integrava os Estados Pontifícios. Formou-se no colégio jesuíta de sua cidade e, na Universidade de Roma, foi aluno de Bonaventura Cavalieri. Em 1641 escreveu um tratado sobre mecânica,” De motu gravium naturaliter descendentium et proiectorum” (Sobre o movimento dos corpos pesados naturalmente descendentes e projetados), brilhante comentário ao terceiro diálogo dos discursos de Galileu. No mesmo ano, foi convidado a radicar-se em Florença para trabalhar como secretário e assistente de Galileu, função que exerceu por apenas três meses devido à morte do astrônomo.
Foi então nomeado para substituir o mestre como matemático do grão-duque da Toscana e professor de matemática da academia florentina. Retomando uma idéia de Galileu, Torricelli realizou experimentos com um tubo parcialmente cheio de mercúrio, o barômetro de mercúrio, que a princípio chamou-se "tubo de Torricelli".

Pressão Atmosférica

É a pressão exercida pela atmosfera num determinado ponto. É a força por unidade de área, exercida pelo ar contra uma superfície. Se a força exercida pelo ar aumenta em um determinado ponto, conseqüentemente a pressão também aumentará. Essas diferenças de pressão têm uma origem térmica estando diretamente relacionadas com a radiação solar e os processos de aquecimento das massas de ar. Formam-se a partir de influências naturais, como: continentalidade, maritimidade, latitude, altitude... As unidades utilizadas são: polegada ou milímetros de mercúrio (mmHg), quilopascal (kPa), atmosfera (atm), milibar (bar) e hectopascal (hPa), sendo as três últimas, as mais utilizadas no meio científico. Outra unidade utilizada para se medir a pressão é a PSI (pounds per square inch) que em Português vem a ser libra por polegada quadrada (lb/pol²). Basicamente quase todas as variáveis meteorológicas estão vinculadas a pressão atmosférica, e isso irão acompanhando a seguir.

Algumas influências da pressão atmosférica

Além de Influênciar na Pesca, a pressão atmosférica pode influênciar em várias coisas, como nas direções do deslocamento dos ventos e também, suponha que você comprou um macarrão instantâneo que indica: Tempo de cozimento: 10 minutos. Será que isso funciona?
Depende de onde você está. Pense primeiro em algo um pouco mais simples. Responda rapidamente: A que temperatura a água ferve? Garanto que você pensou em 100°C. Isso é verdade, mas só é verdade à pressão de 1 atmosfera (1 atm = 760 mmHg). Quando diminuímos a pressão atmosférica, o ponto de ebulição de um líquido diminui também. Quanto maior a pressão, mais difícil será para a molécula transpor a interface.

Como podemos medir a pressão atmosférica?

Em 1643, Torricelli conseguiu determinar a medida da pressão atmosférica ao nível do mar. Primeiramente ele encheu um tubo de aproximadamente um metro de comprimento com mercpurio, e logo em sguida mergulhou o tubo em um recepiente também com mercúrio como mostra a figura abaixo, logo após ele notou que o mercúrio descia um pouco, se estabilizando aproximadamente a 76 cm acima da superfície.

Torricelli interpretou essa experiência dizendo que o que mantinha a coluna de mercúrio nesta altura era a pressão atmosférica.

O primeiro e mais simples, o Barômetro de Torricelli, consiste de um tubo de vidro de 80 cm. Este tubo, completamente cheio de mercúrio, é emborcado numa tina, também contendo mercúrio. Parte do mercúrio passa do tubo para a tina, deixando uma câmara de vácuo na parte superior.

Na pressão atmosférica média, ao nível do mar, a coluna de mercúrio neste tubo de vidro fica a 76cm acima do nível do mercúrio da tina.

Quando a pressão atmosférica aumenta, mais mercúrio do recipiente penetra no tubo, ou seja, o nível de mercúrio no tubo aumenta ¾ popularmente se diz que o barômetro sobe. Se a pressão diminui, uma certa quantidade do mercúrio volta ao recipiente, ou seja, o nível de mercúrio no tubo diminui ¾ o barômetro desce.

A altura da coluna de mercúrio (ou seja, a pressão atmosférica do momento) neste tubo de vidro é legível numa escala graduada em milímetros.

Quanto maior a pressão do ar sobre o mercúrio na tina (no pote), mais mercúrio sobe no tubo, ocupando o espaço onde há vácuo (no desenho escrito vacío), o que significa que a pressão atmosférica é maior, e se o espaço no vácuo é menos ocupado pelo mercúrio e há mais mercúrio na tina, menor é a pressão atmosférica.

Porque usar o mercúrio para medir?

O mercúrio é ideal para o barômetro líquido pois a sua alta densidade permite uma pequena coluna. Num barômetro de água, por exemplo, seria necessário uma coluna de 10 metros de altura e, ainda assim, haveria um erro de 2%.

A Experiência de Torricelli: o Barômetro

Alunos: Caio, Daniel, Diego e Éderson