Em algum momento de sua educação primária, você provavelmente já ouviu falar da regra básica de que o ar quente sobe. Isso é fácil de lembrar, mas o motivo pode não ser. O ar quente sobe devido à expansão térmica, cujos princípios podem ser testados por meio de uma série de experimentos simples. Os experimentos de expansão térmica são adequados para crianças, embora os experimentos que usam fogo ou outras fontes de calor só devam ser realizados sob a supervisão de um pai, professor ou outro adulto de confiança.
Moléculas Dançantes
A temperatura é criada através da “dança” de átomos e moléculas. Quando são expostos à energia fornecida pelo calor, ficam agitados e se movem, ocupando mais espaço do que se estivessem parados. Isso pode ser testado aplicando calor sob um balão de ar quente em miniatura ou pára-quedas. Quando as moléculas do ar se espalham e dançam dessa forma, o ar se torna mais leve e sobe. É assim que podemos dizer que as moléculas ficam agitadas quando aquecidas.
Anel e bola
O ar não é a única coisa que se expande quando aquecido. Os metais também sofrem expansão térmica. Para este experimento, você terá que comprar um aparelho de bola e anel. O kit inclui duas alças em formato de chave de fenda. No final de um deles está uma bola de metal. Na ponta da outra está um anel no qual a bola mal passa. Este aparelho está disponível em lojas de ciências e também online. Insira a bola pelo anel. Mova-o para frente e para trás para mostrar que a bola se move facilmente para dentro e para fora do buraco. Insira a bola mais uma vez e aqueça-a com uma vela ou isqueiro. Depois de aquecido, tente retirá-lo do ringue. Você verá que a bola se expandiu e não será capaz de passar pelo anel até que esfrie.
Expansão de balão
Pegue um balão e estique a abertura por cima de uma garrafa de ketchup vazia. Coloque a garrafa em um recipiente com água quente. Colocar uma pedra no fundo da garrafa ajudará a diminuir o peso. Espere um minuto ou mais para a garrafa esquentar. Você notará que, à medida que o ar dentro da garrafa esquenta, o balão começa a se expandir. Isso ocorre porque o ar dentro da garrafa se expandiu.
Balão e Vela
Este experimento é um ótimo acompanhamento do experimento básico de expansão do balão. Encha um balão e amarre a ponta. Coloque-o acima de uma vela acesa e espere que exploda. O ar dentro se expandiu rapidamente e estourou o balão. Agora, encha outro balão e encha-o parcialmente com água antes de amarrar a extremidade. Coloque o balão sobre a vela. Não estourará porque a água dentro do balão absorve o calor. Como a água absorve o calor, o ar não se expande, mantendo o balão intacto.