Vida sob pressão

A água não sai do copo, mesmo que ele esteja para baixo

Todo mundo que já desceu uma serra de carro ou viajou de avião sentiu aquela inconveniente pressão nos ouvidos.

Outra situação semelhante ocorre quando mergulhamos. Quanto mais fundo, maior a pressão. Quem faz mergulho sabe que é importante despressurizar os ouvidos com freqüência. O fato de a pressão aumentar quando descemos uma ladeira ou mergulhamos nos diz algo sobre as propriedades dos gases (no caso, o ar) e dos líquidos (no caso, a água).

O tímpano é o nosso detector de pressão mais sensível, uma membrana que vibra com a variação de pressão do ar e que, com isso, nos permite ouvir. Se as janelas dos aviões não fossem extremamente rígidas, se despedaçariam quando o avião subisse. Isso porque a pressão no interior do avião é mantida igual a do nível do mar, enquanto lá fora, a altas altitudes, é bem menor. A pressão que sentimos nos ouvidos é essencialmente o peso do ar (ou da água) sobre nossas cabeças. Vivemos literalmente sob pressão.

Em meados do século 17, um cientista irlandês deu o primeiro passo na compreensão desses fenômenos. Robert Boyle (1627-1691) simboliza uma era de profunda transição na história, com um pé no passado pré-científico e outro no futuro, marcando o início da ciência moderna. Nessa era, a distinção entre alquimia e química ou também entre astrologia e astronomia estava apenas começando.

Boyle foi o 14º filho do homem mais rico da Irlanda. Chegando à Inglaterra, juntou-se a outros intelectuais e "filósofos naturais" e criou uma sociedade secreta chamada "Colégio Invisível", onde eram debatidas as últimas novidades científicas. Na época, o clima político da Inglaterra não estava muito para a defesa da liberdade de pensamento.

Essa sociedade seria depois chamada de Sociedade Real (do inglês "Royal Society"), uma das instituições científicas mais prestigiosas do mundo.

Boyle, quando não fazia experimentos alquímicos, explorava as propriedades do único gás conhecido na época, o ar. Montou um laboratório na Universidade de Oxford em 1653 que incluía a mais potente bomba de vácuo já construída, uma máquina capaz de sugar o ar de um vasilhame fechado. Quanto mais poderosa a bomba, menos ar fica no vasilhame e melhor é o "vácuo" em seu interior. Você pode se tornar numa bomba de vácuo usando sua boca para sugar o ar de uma garrafa vazia. Nada recomendável.

Eis um experimento que todos podem fazer que demonstra a importância da pressão atmosférica exercida pelo ar. Encha um copo até a borda com água e tape-o com uma carta de baralho. Usando um dedo para manter a carta no lugar, vire o copo de cabeça para baixo. Remova o dedo, como se fosse deixar a carta cair no chão.

O que acontece? A água não sai do copo, mesmo que esteja virado! (Só para garantir, é bom fazer isso sobre uma pia). A força exercida pelo ar é maior do que o peso da água.
Usando sua bomba, Boyle obteve a primeira lei quantitativa que descrevia propriedades mensuráveis da matéria (do ar). Encheu pela metade uma bexiga de ovelha (feito um balão de aniversário murcho) e colocou-a num vasilhame. Retirando o ar do recipiente, percebeu que a bexiga inflou.

A ausência de ar do lado de fora da bexiga causou um desequilíbrio, deixando que o ar de dentro expandisse. Boyle mostrou que, à temperatura constante, o volume de uma amostra de ar varia inversamente com a pressão: menor pressão, maior volume.

Essa lei simples abriu as portas para um estudo quantitativo das propriedades dos gases e para uma ciência matemática da matéria.