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Como funciona um sifão

 

26/01/2010

Autor e Coautor(es)
José Ângelo de Faria
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VICOSA - MG COL DE APLICACAO DA UFV - COLUNI

Edson Luis Nunes José Marcelo Gomes Isnard Domingos Ferraz Daniel Rodrigues Ventura

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Física Movimento, variações e conservações
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo Ciências Naturais Visões de mundo
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula

Compreender o Princípio do funcionamento e aplicação de um sifão.

Avaliar a causa da transferência do líquido entre os recipientes através do sifão.

Duração das atividades
Uma aula (50 minutos)
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

Pressão dos fluidos e o Princípio de Stevin.

Estratégias e recursos da aula

            A montagem de um sifão é muito simples e o material muito fácil de obter. Apenas uma mangueira de plástico e dois recipientes simples quaisquer para armazenar água.

O procedimento é o seguinte: encher um dos recipientes com água colocando-o sobre uma mesa ou uma cadeira, e o outro vazio pode ficar sobre o piso; encher a mangueira com água para tirar o ar de dentro dela, vedando suas extremidades com uma rolha ou com o próprio dedo. Colocar uma das extremidades da mangueira dentro do recipiente que está cheio de água até o fundo dele e a outra extremidade dentro do recipiente vazio. Após deixar as extremidades da mangueira no fundo de cada recipiente, destampar a mangueira e observar que a água começa a fluir para o recipiente vazio.

Propõe-se que o professor faça tal montagem na própria sala de aula ou no pátio de sua escola, mas se for possível, preferencialmente, no laboratório. Também, de preferência, coordenar o experimento e deixar que os alunos o execute, distribuídos em equipes, tendo no máximo 4 componentes por equipe.É uma ótima oportunidade para os alunos executar um experimento e ao mesmo tempo trabalharem em equipe.

As figuras abaixo, esquematizam a montagem descrita do sifão. Melhor trabalhar com vasilhames transparentes para facilitar a visualização dos níveis de água. O recipiente inicialmente cheio de água deve ficar sobre uma mesa ou numa cadeira, posição mais alta e o vazio pode ficar no piso, Figura 01. No segundo procedimento, Figura 02, os dois recipientes ficam no mesmo plano horizontal.

       Não sendo possível fazer o experimento, nem de forma demonstrativa, o professor poderá projetar numa tela as figuras abaixo e por meio delas explicar como e porque ocorre a transferência de água por meio do sifão.

Nas condições mostradas na Figura 01-A, temos:

Pressão (P1) dentro da mangueira ponto ao nível da água do recipiente sobre a mesa:

P1 = Patm – dgh, em que: Patm = pressão atmosférica, d = massa especifica da água, g = aceleração da gravidade e h = altura da coluna de água acima do nível do recipiente.

Pressão (P2) dentro da mangueira ao nível da água (recipiente no pi so):

P2 = Patm – dgH( H = altura da col una de água dentro da mangueira em relação a o recipiente no piso).

Conclui-se que: P1 – P 2 = dg(H-h) , a diferença de press ão entre os pontos con siderados na mangueira é igual ao produto da massa espe cífica da água, da aceleração da gravidade e do desnível das superfícies da água nos dois recipientes. Essa diferença de pressão é responsável pelo escoamento da água de um recipiente para outro. Se a diferença de altura entre os recipientes for alterada, a diferença de pressão também altera e o tempo de escoamento também vai alterar, sendo mais rápido para maiores desníveis.

O professor deve apresentar um exercício ou alguns exercícios para certificar que os alunos absorveram bem a explicação do conteúdo. Para isso basta fornecer valores das alturas H e h da figura e os valores da aceleração da gravidade (g) e da massa específica do líquido (d); d = 1,0 g/cm3 para a água e a aceleração da gravidade (g); g = 10 m/s2, para fins de resolução de exercícios.

Como na Figura 02, os recipientes estão no mesmo plano, o escoamento cessa quando os níveis do líquido tornam-se iguais nos dois recipientes, H = h, ou seja, H – h = 0. Nesse caso P1 – P2 = 0, ou P1 = P2, portanto, não há escoamento, como o esquema da Figura 02-B. Pedir aos alunos que usando a expressão mostrar que nesse caso P1 = P2. Argumentar e analisar com eles que se as pressões são iguais nas duas extremidades da mangueira não há escoamento uma vez que este se dá sempre no sentido da pressão maior para a menor.

Complementando o esquema da Figura 02-B, após o professor esgotar as explicações referentes ao sifão, é oportuno o professor mostrar, através de projeção numa tela ou outro recurso didático, um esquema dos vasos comunicantes. Há uma figura sugestiva que aparece logo após a Figura 02. Em vasos comunicantes, o nível superior da água é o mesmo em todos os ramos independente de seu formato, pois nesses pontos a pressão tem mesmo valor, logo não há escoamento do líquido de um ramo para outro. 

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Sugerimos que o professor fale de alguma aplicação prática que utiliza o sifão. Abaixo apresentamos uma figura ilustrativa em que o sifão é um componente do vaso sanitário

http://www.facavocemesmo.net/wp-content/uploads/2009/04/esquema-de-sanita-vaso-sanitario.jpg

Recursos Complementares

Avaliação

O professor poderá fornecer valores de H e h e pedir aos alunos que calculem a diferença de pressão entre os níveis de água nos recipientes para o instante iminente a transferência do líquido de um recipiente para o outro, nos dois casos, (Figura 01-A e Figura 02-A). Pedir também para calcular a diferença de pressão entre esses dois níveis após a transferência da água na Figura 02 (Figura 02-B).

Perguntar; porque não houve transferência total da água para o outro recipiente, cessando quando a água atingiu o mesmo nível nos dois vasos? Seria possível esses níveis serem diferentes nessa situação?

Opinião de quem acessou

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Opiniões

  • ednaldo, IFG , Goiás - disse:
    ed_edificacao@hotmail.com

    10/09/2012

    Cinco estrelas

    Gostei muito...


  • Humberto Ferreira de Abreu e Silva, UNID ESC PROF FELISMINO FREITAS , Piauí - disse:
    humbertofas@hotmail.com

    08/01/2011

    Quatro estrelas

    Considerando o caráter excessivamente teórico da maioria as aulas de Física das Escolas do País, aulas do tipo saliva-quadro-pincel, o que leva o aluno a sentir o conteúdo distante de sua vida e, por consequência, desmotivar-se à aprendizagem, uma proposta de tornar a aula prática, paupável, exercutável é, no mínimo, louvável, o que nos levar a parabenizar todo aquele e toda aquela que elabora materiais assim, que suscitem o prazer de aprender em alunos e alunas desse Brasil.


  • Miriam Abreu, CEPEMA , São Paulo - disse:
    miriamaabreu@yahoo.com.br

    21/10/2010

    Cinco estrelas

    Parabéns professor~! São as aulas práticas que despertam os alunos ao aprendizado. Hoje estou consultando este site, por problemas de refrigeração em um equipamento de extração de poluentes em solos. Este material será de grande valia para mim e o Meio Ambiente. MUITO OBRIGADA por sua contribuição!


  • André Pedrozini Brandi, Colégio Estadual Tancredo Neves , Rio Grande do Sul - disse:
    pedrozinibrandi@yahoo.com.br

    06/10/2010

    Quatro estrelas

    É sempre oportuno relacionar teoria e prática. Infelizmente, a maioria dos livros de Física de ensino médio são muito pobres em experimentos e aplicações, o que torna a Física uma disciplina enfadonha para a maioria dos alunos. Excelente artigo. Parabéns. Prof. André Brandi


  • Igor Fagner, IFPE/CRCN , Pernambuco - disse:
    igoradiologia@hotmail.com

    03/10/2010

    Quatro estrelas

    Muito boa a proposta!


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