A Fonte de Heron.

Objetivo

Um interessante dispositivo que ilustra alguns conceitos da Hidrostática.

Descrição

Essa é uma fonte que parece desafiar a lei da conservação da energia.
Consta de um recipiente aberto (A) e dois fechados (B e C) ligados por três tubos 1, 2 e 3, como mostra a figura. A água cai de A para C pelo tubo 1 e empurra o ar pelo tubo 2 para o recipiente B. A água em B, pressionada pelo ar que vem de C, sobe pelo tubo 3 e jorra com um jato pela ponta do tubo. Quando o recipiente B se esvazia, a fonte pára de funcionar.

Análise

A explicação para o funcionamento dessa fonte fica clara quando observada ao vivo. Os aumentos de pressão causados pela água que cai no recipiente C e pelo ar que sobe pelo tubo 2, empurram a água pelo tubo 3, fazendo-a jorrar pela ponta fina desse tubo..

Material

Dois frascos de 1 ou 2 litros. Garrafas plásticas de refrigerante podem servir, embora tenham uma boca estreita.
Rolhas de borracha, cortiça ou qualquer material adequado. Para fazer os furos nas rolhas peça ajuda a um mecânico habilidoso.
Tubos plásticos rígidos.

Dicas

Existem muitas variações do arranjo descrito acima. Pode ser que você ache uma que julgue mais eficiente. A figura ao lado é uma delas.
Use dois frascos grandes, rolhas com dois furos cada e dois pedaços de tubo plástico rígido. Cole as rolhas uma na outra de modo que os furos coincidam. Prepare os tubos tampando um dos lados com epoxi e fazendo dois furos em cada um. Um dos furos fica próximo da ponta tampada com epoxi e o outro fica em uma posição próxima da rolha (veja a figura). Encha o frasco com uma mistura de álcool e água (20 ml de álcool por litros dágua) e ponha um pouco de colorante na mistura.
Invertendo o conjunto, a água passa pelo tubo baixo para o frasco de baixo, comprimindo o ar. O ar entra no outro tubo, arrasta líquido pelo furo de baixo e carrega esse líquido até o furo de cima formando um jato pulsante que continúa por cerca de 2 minutos ou mais. O processo é repetido invertendo o conjunto.
A outra figura ilustra uma variação mais interessante que você pode montar com garrafas de refrigerante. O princípio é o mesmo mas a montagem é mais simples. Quando toda a água tiver passado da garrafa B para a garrafa C, basta trocar as posições de B e C e a ponta do tubo 3 que a fonte recomeça. Outra vantagem: pode-se mudar a disposição para ver a influência da altura de B sobre o jato da fonte.