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Dec 10, 2023

Você pode realmente bombear água sem eletricidade?

Rhett Allain estou surpreso com o número de vídeos do YouTube e TikTok mostrando

Rhett Allain

Estou surpreso com o número de vídeos do YouTube e TikTok mostrando novas maneiras de bombear água, mas acho que faz sentido, porque o mundo inteiro praticamente funciona com água. Se você nunca viu isso antes, eles geralmente mostram alguém enfiando alguns canos na água e sacudindo-os para frente e para trás até que, de repente, comecem a jorrar quantidades infinitas de líquido. Parece mágico: não há nenhuma fonte de energia aparente, mas a água continua fluindo, às vezes de um corpo d'água ao ar livre, às vezes de um recipiente que a pessoa continua enchendo. É como se esses dispositivos funcionassem com "energia livre" ou energia sem origem aparente.

Você poderia realmente fazer uma bomba d'água de "energia livre"?

Alerta de spoiler de física: na verdade, existem dois métodos para mover a água que não requerem uma fonte de energia externa - mas isso não é a mesma coisa que funcionar com energia livre.

O primeiro método é a bomba de sifão. Este é bastante comum e muito fácil de configurar. Aqui está o que você precisa para uma demonstração simples: um copo de água potável e um canudo dobrável. Encha o copo quase até o topo. Agora dobre o canudo e coloque a ponta mais curta no copo com a parte mais longa pendurada na borda. Veja como isso deve parecer:

Em seguida, as coisas vão ficar um pouco estranhas. Chupe a parte longa do canudo até a água chegar ao fim. Em seguida, solte essa ponta, certificando-se de que esteja abaixo do nível da água no copo. Espero que você esteja do lado de fora ou perto de uma pia, porque a água começará a escorrer pela ponta do canudo. É isso. Você acabou de fazer uma bomba de sifão.

A água continuará a fluir - e talvez fazer uma bagunça no balcão da cozinha - desde que estas duas condições sejam verdadeiras: a extremidade de saída do canudo deve estar abaixo do nível da água no copo e o lado de entrada deve estar debaixo d'água . Simples.

Mas como isso funciona? Aqui está uma ilustração dessa configuração, com a água escorrendo pelo canudo dobrado. Parte do canudo é submersa em um copo d'água e parte fica pendurada na borda, para que a água possa "cair" pela ponta livre.

Jeremy White

Kate Knibbs

Jeremy White

Equipe WIRED

Como um experimento mental, vamos imaginar que conforme a água flui para fora da extremidade livre, ela deixa para trás um espaço quase vazio, exceto talvez por um pouco de vapor d'água. Sem nada naquela parte do canudo, a pressão ali é muito próxima de zero. Como a pressão é definida como a força por unidade de área, uma pressão zero significa que não há força empurrando o restante da água no canudo.

Agora vamos para a outra ponta do canudo, aquela do copo d'água. Essa parte do canudo está debaixo d'água e há uma pressão que produz uma força que empurra a água para cima do canudo. Essa pressão se deve a uma combinação de dois fatores: a profundidade da água (quanto mais fundo, maior a pressão) e a pressão atmosférica de todo o ar acima da superfície da água. Mas aqui está a parte importante: como há uma força (da pressão total) empurrando a água para cima no canudo, mas não há pressão naquele espaço vazio, há uma força resultante naquele pedaço de água que a move para cima no canudo em direção a extremidade livre.

Claro, não há realmente um espaço vazio na palha. Isso foi apenas um experimento mental para mostrar que quando a água cai da ponta livre do canudo, ela não empurra o resto da água. Assim que a água começar a fluir, ela continuará fluindo.

Também é útil ver por que o próprio canudo é importante. Ele não apenas guia o fluxo de água. Isso evita que o ar entre, o que aumentaria a pressão empurrando a água para trás e impediria seu fluxo. Para fazer esse tipo de bomba funcionar, você precisa de um tubo ou cano que seja rígido e não desmorone devido à pressão atmosférica externa. Um simples canudo de plástico funciona bem para pequenas quantidades de água.

Jeremy White

Kate Knibbs

Jeremy White

Equipe WIRED

Há mais uma coisa a considerar: uma bomba de sifão cria energia "gratuita", já que movimenta a água sem uma fonte externa de energia?