A história do barómetro (e de como ele funciona) — Asaf Bar-Yosef

Vejam a lição completa: http://ed.ted.com/lessons/the-history-of-the-barometer-and-how-it-works-asaf-bar-yosef

Um barómetro é um instrumento que mede a pressão atmosférica, permitindo que meteorologistas e cientistas prevejam melhor os acontecimentos climatéricos extremos. Apesar da sua utilidade incrível, a invenção do barómetro não foi fácil. Asaf Bar-Yosef descreve a série de cientistas e de acontecimentos que contribuíram para o nascimento do barómetro — e explica como ele funciona.

É conhecida a afirmação de Aristóteles:
"A Natureza tem horror ao vácuo",

quando afirmou que não podia existir um
verdadeiro vácuo, um espaço sem matéria,

porque a matéria em volta
imediatamente o preencheria.

Felizmente, veio a saber-se
que ele estava errado.

O vácuo é um componente essencial
do barómetro,

um instrumento para medir
a pressão atmosférica.

Como a pressão atmosférica
está ligada à temperatura

e depressa se transforma nela,

pode contribuir para furacões, tornados
e outros incidentes climatéricos extremos.

Um barómetro é um
dos instrumentos mais essenciais

para as previsões meteorológicas
e para os cientistas.

Como funciona um barómetro
e como é que foi inventado?

Levou algum tempo.

Porque a teoria de Aristóteles
e de outros filósofos da Antiguidade,

no que se referia
à impossibilidade do vácuo,

parecia ser verdade na vida quotidiana,

pouca gente pensou em pôr isso em questão
durante quase 2000 anos

— até que a necessidade
levantou o problema.

No início do século XVII,
os mineiros italianos

enfrentaram um problema grave
quando perceberam que as suas bombas

não conseguiam elevar a água
a mais do que a 10,3 metros de altura.

Alguns cientistas, nessa época,
incluindo um tal Galileu Galilei,

propuseram que retirar o ar do tubo

era o que fazia com que a água
substituísse o vazio.

Mas essa força era limitada
e só podia elevar 10,3 metros de água.

Porém, a ideia de existir um vácuo

ainda era considerada controversa.

A polémica sobre a teoria
pouco ortodoxa de Galileu

levou Gaspar Berti a fazer
uma experiência simples mas brilhante

para demonstrar que era possível.

Encheram um tubo comprido com água

e colocaram-no numa bacia baixa
com as duas extremidades mergulhadas.

Depois abriram
uma das extremidades do tubo

e despejaram água para a bacia

até que o nível da água que se manteve
no tubo ficou a 10,3 metros,

com um espaço no cimo,
sem que tenha entrado nenhum ar no tubo.

Berti tinha conseguido criar diretamente
um vácuo estável.

Mas, apesar de ter sido demonstrada
a possibilidade de um vácuo,

nem todos ficaram satisfeitos
com a ideia de Galileu

de que esse vácuo estivesse
a exercer alguma força misteriosa,

embora finita, sobre a água.

Evangelista Torricelli,
pupilo e amigo de Galileu,

decidiu olhar para o problema
por um ângulo diferente.

Em vez de se concentrar no espaço vazio
no interior do tubo, interrogou-se:

"Que outra coisa poderá
estar a influenciar a água?"

Porque a única coisa em contacto
com a água era o ar em volta da bacia.

Ele pensou que a pressão do ar era
a única coisa que podia estar a impedir

que o nível da água no tubo
caísse ainda mais.

Percebeu que a experiência não era
somente uma forma de criar o vácuo,

mas funcionava como um equilíbrio

entre a pressão atmosférica
sobre a água, no exterior do tubo,

e a pressão da coluna de água
dentro do tubo.

O nível da água no tubo diminui
até que as pressões estejam iguais,

o que acontece quando
a água está a 10,3 metros.

Esta ideia não foi aceite facilmente,

porque Galileu e outros tinham pensado

que o ar atmosférico não tinha peso
e não exercia pressão.

Torricelli resolveu repetir
a experiência de Berti

com mercúrio em vez de água.

Porque o mercúrio era mais denso,
caía mais do que a água

e a coluna de mercúrio elevava-se
apenas a 76 centímetros de altura.

Isto permitiu que Torricelli tornasse
o instrumento mais compacto,

mas comprovou a sua ideia
de que o peso era o fator decisivo.

Numa variante da experiência
usou dois tubos

em que um deles
tinha uma grande bolha no topo.

Se a interpretação de Galileu
estivesse correta,

o vácuo maior, no segundo tubo,

devia exercer maior sucção
e elevar o mercúrio mais alto.

Mas o nível em ambos os tubos
manteve-se o mesmo.

O apoio final para a teoria de Torricelli
apareceu através de Blaise Pascal

que levou um tubo de mercúrio
para o alto de uma montanha

e demonstrou que
o nível de mercúrio descia

quando a pressão atmosférica
diminuía com a altitude.

Os barómetros de mercúrio,
baseados no modelo original de Torricelli,

mantiveram-se uma das formas habituais
de medir a pressão atmosférica até 2007,

quando as restrições
quanto ao uso do mercúrio,

por causa da sua toxicidade,

fizeram com que deixassem
de ser produzidos na Europa.

Apesar disso, a invenção de Torricelli,

nascida da vontade de questionar dogmas
há muito aceites

sobre o vácuo e o peso do ar,
é um exemplo notável

de como pensar fora do baralho
— ou do tubo —

pode ter um grande impacto.