Propriedades do ar

Não se pode pegar ou ver o ar, mas sabemos que ele existe. Através de suas propriedades, é possível comprovar a sua existência.

O ar é matéria e ocupa todo o espaço do ambiente em que não exista outra matéria. Por exemplo, em uma garrafa com água pela metade, o ar ocupa a outra metade (superior) desta garrafa.

O ar tem massa. Na Terra, tudo o que tem massa também tem peso, ou seja, é atraído pela gravidade terrestre, que é a força que puxa todas as coisas para o seu centro.

O ar é compressível. Apresenta então compressibilidade. É a propriedade que o ar tem de diminuir de volume quando comprimido. Podemos demonstrar esta propriedade fazendo a experiência da seringa. Quando tapamos o seu orifício fica difícil de empurra o êmbolo até o fim. Mas podemos ver que o ar dentro da seringa diminui de volume, comprovando a sua compressibilidade.

O ar tem elasticidade. Quando tapamos o orifício da seringa e depois soltamos o êmbolo, observamos que este êmbolo tende a voltar à posição inicial. Então, o ar volta ao seu volume inicial e assim está comprovada a elasticidade do ar. Ou seja, elasticidade é a propriedade que o ar tem de voltar ao seu volume inicial, quando para a compressão.

O ar se expande. Possui a propriedade da expansibilidade. Quando uma substância volátil (que se transforma em gás) entra em contato com o ar, sentimos seu cheiro. Isto ocorre porque essa substância se expande e mistura com o ar atmosférico ocupando um volume maior.

A expansibilidade do ar é a propriedade que o ar tem de aumentar de volume, ocupando todo o lugar disponível.

O ar exerce pressão. A massa de ar atmosférico exerce pressão sobre a superfície da Terra, que é a pressão atmosférica. Em geral, não sentimos os efeitos da pressão atmosférica porque o ar atmosférico penetra no nosso organismo. Dos pulmões ele passa para o sangue e outros líquidos do corpo, exercendo de dentro para fora uma pressão igual à pressão atmosférica.

Experiências históricas

No século XVII, foram feitas duas experiências históricas sobre os efeitos da pressão atmosférica: hemisfério de Magdeburgo e a experiência de Torricelli.

O prefeito da cidade alemã de Magdeburgo, Otto von Guericke, realizou uma experiência pública para comprovar que existe a pressão atmosférica. Mandou construir dois hemisférios de cobre, com meio metro de diâmetro cada um. Uniu os dois hemisférios de cobre, formando uma esfera oca e, com uma bomba tirou quase todo o ar do seu interior.

Antes de tirar o ar, os hemisférios eram facilmente separados porque a pressão era a mesma, dentro e fora. Mas quando o ar foi reduzido, a pressão no seu interior ficou menor que a pressão atmosférica que atuava externamente. Essa diferença de pressão uniu de tal maneira os dois hemisférios que foram necessários 16 cavalos (oito de cada lado) para separá-los.

Ainda neste século, o físico italiano Torricelli construiu um barômetro, que é um dispositivo capaz de medir a pressão atmosférica. Pegou um tubo de aproximadamente 1m de comprimento, fechado numa das extremidades. Encheu-o de mercúrio (Hg, metal líquido e denso). Tapou com o dedo a outra ponta e inverteu o tubo, mergulhou-o num recipiente que também continha mercúrio.

Retirando o dedo, ele notou que o metal não desceu completamente do tubo porque a pressão atmosférica exercida sobre a superfície do mercúrio contido no recipiente não permitiu que todo o mercúrio saísse do tubo. A experiência foi realizada no nível do mar, então ficou convencionado:

1atm = 76cm Hg = 760mmg Hg

Pressão e altitude

Uma pessoa que está no nível do mar (na praia, por exemplo) está com uma quantidade maior de ar sobre ela do que uma pessoa que está a 800m acima do nível do mar.

Então, quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica exercida sobre ela. E quanto menor a altitude, maior é a pressão atmosférica. O mesmo aparelho, que serve para medir a pressão atmosférica é usado para medir a altitude. O barômetro, então é usado também como altímetro.

Ventos

Vento é o ar em movimento. Uma camada de ar aquecida pelo Sol se expande, ficando menos densa e sobe. Uma camada de ar frio vai ocupar o seu lugar. Esse ar frio também é aquecido e sobe.

Assim, formam-se as correntes de ar, que constituem os ventos. Nas regiões mais quentes (ar menos denso), a pressão atmosférica é menor do que nas regiões mais frias (ar mais denso). Por isso, o vento sempre vai das regiões de alta pressão para as de baixa pressão.

A velocidade dos ventos varia de acordo com diferença de pressão entre duas regiões e da distância entre elas. Conforme a velocidade, o vento recebe nome diferente: brisa, ventos alísios, ciclones e furacões.

A brisa é um vento fraco e agradável. Pode ser marítima ou terrestre. A brisa marítima ocorre de dia e se desloca do mar para a terra. A brisa terrestre ocorre de noite e se desloca da terra para o mar.

O vento alísio é brando e persistente. Atua nas camadas mais baixas da atmosfera, sobre extensas regiões, a partir de regiões de alta pressão junto aos pólos, dirigindo-se para regiões equatoriais. Ele favorece a navegação marítima. Podem ser de nordeste (hemisfério norte) e de sudeste (hemisfério sul).

Os ciclones ou tufões têm velocidade acima de 100Km/hora. Furacão também é um ciclone, porque atinge velocidade superior a 300km/hora. Apresentam um movimento de rotação, que formam correntes de ar em espiral (redemoinhos).

Os ventos podem ser utilizados para a navegação (barco a vela) e em moinhos (como fonte de energia elétrica).