Conscientizar-se da existência da pressão que o ar exerce sobre os corpos na Terra.

Perceber que o ar que nos envolve exerce pressão sobre os corpos.

Conceitos de Pressão e equilíbrio de forças 

Sugerimos que o professor faça os seguintes procedimentos em um local da sala de aula, laboratório ou outro espaço de maneira que todos os alunos possam assistir:

Primeiro passo: Coloque uma folha de papel aberta sobre uma régua de madeira de mais ou menos 50 cm de comprimento, uma folha de jornal, por exemplo. Após a folha ficar bem acomodada sobre a superfície da mesa, dê um impulso vertical para cima na régua de modo que ela sobressaia da mesa. Percebe-se, então, nitidamente, a dificuldade imposta pela pressão atmosférica: ela impede que a régua levante a folha de papel. De fato, essa oposição pode ser tão intensa que pode até provocar a quebra da régua sem conseguir levantar a folha. Incentive aos alunos a impulsionar a régua para que percebam a pressão exercida pelo ar sobre a folha. O professor então deve lembrar aos alunos da definição de Pressão. P = F/S (pressão é força dividida pela área de contato), então F = P.S (Força que o ar exerce sobre a folha é igual ao produto da pressão atmosférica vezes a área da folha), como a área da folha á grande, o valor da força sobre a folha é também um valor alto. Por isso, a força que a folha exerce sobre a régua, quando ela é erguida bruscamente, é alta, podendo até quebrar a régua, dependendo de sua resistência física.

     Para que os proprios alunos constate essa pressão sobre a folha, o professor deve pedir que cada aluno, obedecendo uma certa sequência, para não perder a ordem da sala, aproxime da mesa e tenta erguer a regua impulsionando-a rapidamente.

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Segundo passo: Pegue uma garrafa de plástico, tipo essas de refrigerante de 2 litros. Pegue um pouco de água bem quente, cerca de 100 ml, coloque dentro da garrafa e após alguns segundos tampe-a. Em seguida derrame sobre a garrafa um pouco de água fria ou de preferência coloque-a debaixo de uma torneira jorrando água. Se o professor por algum motivo preferir não executar a demonstração experimental, ele poderá projetar a figura abaixo numa tela e explicar a causa que provoca o amassamento da garrafa.             Quando a gente coloca água quente dentro da garrafa, acaba esquentando também o ar que está dentro dela. O ar aquecido contido na garrafa aumenta sua pressão e parte dele escapa. O ar que ficou dentro da garrafa ao esfriar exerce menor pressão. Enquanto isso, as paredes de fora da garrafa são empurradas para dentro pela pressão atmosférica, amassando a garrafa.

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Terceiro passo: Falar sobre a experiência de Torricelli conforme ilustração na figura 03, explicando passo a passo como ele procedeu e assim conseguiu determinar o valor da pressão atmosférica local. Segue abaixo um texto sobre o experimento de Torricelli. Sendo possível, o professor poderia reproduzir o texto abaixo e distribuir aos alunos, inclusive fazer uma parceria com o professor de português.

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Em 1643, Evangelista Torricelli fez a exper iência que ficou famosa por medir pela primeira vez a pressão exercida pela atmosfera. Torricelli tomou um tubo longo de vidro, fechado em uma das pontas, e encheu-o até a borda com mercúrio. Depois tampou a ponta aberta e, invertendo o tubo, mergulhou essa ponta em um recipiente com mercúrio. Destampando a ponta já de ntro do recipiente notou que a coluna de mercú rio descia até certo nível, mas estacionava quando alcançava uma altur a de 76 cm (Figura 03). E por que o mercúrio parou de descer quando a altura da coluna era de 76 cm? Porque seu peso foi equilibrado pela força que a pressão do ar exerce sobre a superfície do mercúrio no recipiente.

A pressão atmosférica multiplicada pela área de seção reta do tubo é uma força que empurra o mercúrio da coluna para cima. Essa força é representada pela seta para cima, na base da coluna. No equilíbrio, essa força é exatamente igual ao peso da coluna (representada pela seta para baixo). I sso acontece quando a coluna tem 76 cm de altura, se o líquido for o mercúrio. Como a força é pressão vezes a área, segue que a pressão exercida pelo ar da atmosfera é igual à pressão exercida pela coluna de mercúrio de 76 cm de altura.

Pedir aos aluno s que calculem qual a altura da coluna do líqu ido se a experiência de Torricelli for realizada utilizando água no lugar no merc urio, lembrar aos alunos que a massa especifica da água é 1,0 g/cm³ e do  mercurio é 13,6g/cm³.

Sugerimos que o pr ofessor faça uma prática demonstrativa, bem simples, com material bem acessível que consiste em colocar um pouco de água num prato, cobrindo mais ou menos 0,5 cm do fundo. Preferencialmente, co lorir a água com tinta para ficar mais visível. Prenda no centro do prato um pedaço de vela em pé e acenda seu pavio. Após a chama estabilizar-se cubra a vela lentamente, para não apagar bruscamente a vela, com um copo de vidro e observe.

A água vai entrar no copo. Porque isso ocorre? A pressão no interior d o copo após a vela se apagar diminui tornando-se menor que a pressão atmosférica e a pressão externa, pressão atmosférica, então empurra a água para dentro do copo, veja Figura 04 e Figura 05.

                           Obs. Figuras 04 e 05 é de autoria própria

Com os valores obtidos por Torricelli, peça aos alunos que calcule a pressão atmosférica ao nível do mar em N/m².

Peça também para encontrar qual será a altura da coluna do líquido se na experiência de Torricelli o mercúrio for substituído por água.