Jogo do pavio

Compreender melhor a ação capilar.

Resolver um problema de engenharia para otimizar um parâmetro (neste caso será o volume transferido por unidade de tempo) através da escolha do material e do projeto mais adequado.

Desafie seus alunos a projetar um pavio que transfira água de um copo de plástico para outro, de forma eficiente. Coloque diferentes materiais – como lã, tiras de tecido e de plástico, toalhas de papel e outros – sobre a mesa do professor e deixe que cada grupo escolha o material de sua preferência.

Recomenda-se deixar os copos fora da vista dos alunos, para que eles não se distraiam enquanto você estiver explicando, assim o experimento continua em um segundo plano.

1. Faça um pavio que transfira água de um copo para outro de forma eficiente (medido em volume por tempo).

2. O grupo que tiver o máximo de líquido transferido para o copo vazio após 20 minutos – ou seja, após a remoção do pavio e toda a água contida nele – ganha.

3. Nesta experiência, o que é necessário para que o pavio seja considerado eficiente? Por quê?

O que é necessário para a água ser extraída por ação capilar?
› Espaços de ar minúsculos entre as superfícies dos materiais.

A capilaridade consegue apenas extrair água para cima?
› Não, enquanto as forças capilares, por vezes, podem vencer a gravidade e extrair a água para cima, elas agem também para os lados ou para baixo (neste caso apoiada pela gravidade).

Uma vez que o pavio está completamente molhado e todos os espaços de ar são preenchidos com água, por que a água continua "fluindo"?
› O pavio atua como um sifão até que os níveis de água correspondam em altura.

A parte difícil deste experimento é deixá-lo "rolar" em segundo plano enquanto você tenta chamar a atenção dos alunos para o que você está ensinando. Manter os copos fora da vista pode ajudar, e o jogo se torna mais emocionante.

A qualidade de um pavio depende principalmente da quantidade, do tamanho, da orientação espacial e das conexões de pequenos espaços livres entre as superfícies em que a água pode ser extraída por forças capilares. A qualidade do pavio depende tanto das propriedades do material quanto das ações capilares que vêm de uma interação de tensão da superfície e das forças adesivas entre o líquido e a superfície. Obviamente um pavio maior vai extrair a água mais rapidamente, mas desde que o pavio e toda a água que ele contém sejam removidos antes de medir o nível de água, um pavio menor pode ter um melhor desempenho do que um maior.