The history of the barometer (and how it works) - Asaf Bar-Yosef

A história do barômetro (e como ele funciona) - Asaf Bar-Yosef

Tradutor: Ruy Lopes Pereira Revisor: Leonardo Silva

Aristotle famously said, "Nature fears of empty space"

Aristóteles disse: "A natureza tem aversão aos espaços vazios".

when he claimed that a true vacuum, a space devoid of matter, could not exist

Ele disse que o vácuo absoluto, a ausência de matéria, não poderia existir

because the surrounding matter would immediately fill it.

porque a matéria ao redor imediatamente preencheria esse espaço.

Fortunately, he turned out to be wrong.

Felizmente, ele estava errado.

A vacuum is a key component of the barometer,

O vácuo é um componente importante do barômetro,

an instrument for measuring air pressure.

instrumento que mede a pressão do ar.

And because air pressure correlates to temperature

A pressão do ar está relacionada com a temperatura

e mudanças rápidas na pressão podem contribuir

and rapid shifts in it can contribute to

hurricanes, tornadoes and other extreme weather events,

para formar furacões, tornados e outros eventos climáticos extremos,

a barometer is one of the most essential tools

o barômetro é uma das ferramentas mais essenciais

for weather forecasters and scientists alike.

para meteorologistas e cientistas.

How does a barometer work, and how was it invented?

Como o barômetro funciona e como ele foi inventado?

Well, it took awhile.

Bem, levou um tempo.

Because the theory of Aristotle and other ancient philosophers

Uma vez que a teoria de Aristóteles e de outros filósofos antigos

regarding the impossibility of a vacuum seemed to hold true in everyday life,

em relação à impossibilidade de vácuo parecia ser verdadeira no dia a dia,

few seriously thought to question it for nearly 2,000 years --

poucos pensaram seriamente em questioná-la durante quase 2 mil anos,

until necessity raised the issue.

até que a necessidade levantou a questão.

In the early 17th century, Italian miners faced a serious problem

No início do século XVII,

mineiros italianos enfrentaram um problema sério

when they found that their pumps could not raise water

quando descobriram que as bombas

não podiam elevar a água a mais de 10, 3 metros.

more than 10.3 meters high.

Some scientists at the time, including one Galileo Galilei,

Alguns cientistas da época, inclusive um certo Galileu Galilei,

proposed that sucking air out of the pipe was what made water rise to replace the void.

propuseram que a aspiração do ar para fora do encanamento

era o que fazia a água subir, a fim de ocupar o espaço vazio,

But that its force was limited and could lift no more than 10.3 meters of water.

mas que sua força era limitada

e não poderia elevar mais do que 10,3 metros de água.

However, the idea of a vacuum existing at all

Entretanto, a ideia em si da existência do vácuo

was still considered controversial.

era ainda considerada polêmica

And the excitement over Galileo's unorthodox theory,

e a excitação com a teoria inovadora de Galileu

led Gasparo Berti to conduct a simple but brilliant experiment

levou Gasparo Berti a realizar um experimento simples, porém brilhante,

to demonstrate that it was possible.

para demonstrar que isso era possível.

A long tube was filled with water

Um tubo comprido foi preenchido com água

and placed standing in a shallow pool with both ends plugged.

e colocado em uma cuba rasa,

fechado nas duas extremidades.

The bottom end of the tube was then opened

A extremidade inferior foi então aberta

and water poured out into the basin

e a água fluiu para a cuba

until the level of the water remaining in the tube was 10.3 meters.

até que seu nível no interior do tubo fosse 10,3 metros,

deixando um vazio na parte superior,

With a gap remaining at the top, and no air having entered the tube,

sem que tivesse entrado ar no tubo.

Berti had succeeded in directly creating a stable vacuum.

Berti tinha conseguido criar diretamente um vácuo estável.

But even though the possibility of a vacuum had been demonstrated,

Apesar da possibilidade de um vácuo ter sido demonstrada,

not everyone was satisfied with Galileo's idea

nem todos estavam convencidos da ideia de Galileu

that this empty void was exerting some mysterious

de que o espaço vazio exercia alguma força misteriosa

yet finite force on the water.

sobre a água, ainda que limitada.

Evangelista Torricelli, Galileo's young pupil and friend,

Evangelista Torricelli, um jovem discípulo e amigo de Galileu,

decided to look at the problem from a different angle.

decidiu analisar o problema por um outro ângulo.

Instead of focusing on the empty space inside the tube,

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

he asked himself, "What else could be influencing the water?"

ele se perguntou o que mais poderia agir sobre a água.

Because the only thing in contact with the water was the air surrounding the pool,

E sendo o ar em volta da cuba a única coisa em contato com a água,

he believed the pressure from this air could be the only thing preventing

ele acreditava que só poderia ser a pressão do ar

que impedia a água de descer ainda mais no interior do tubo.

the water level in the tube from dropping further.

He realized that the experiment was not only a tool to create a vacuum,

Ele percebeu que a experiência não era apenas um meio de criar um vácuo,

but operated as a balance

mas também funcionava para equilibrar

a pressão atmosférica sobre a água fora do tubo

between the atmospheric pressure on the water outside the tube

and the pressure from the water column inside the tube.

e a pressão da coluna de água dentro do tubo.

The water level in the tube decreases until the two pressures are equal,

O nível de água dentro do tubo diminui até que as duas pressões se igualem,

which just happens to be when the water is at 10.3 meters.

fato que acontece quando o nível da água estiver à altura de 10,3 metros.

This idea was not easily accepted,

Essa ideia não foi facilmente aceita,

as Galileo and others had traditionally thought

pois Galileu e outros pensavam que o ar não tinha peso

that atmospheric air has no weight and exerts no pressure.

e que não exercia pressão.

Torricelli decided to repeat Berti's experiment

Torricelli decidiu repetir a experiência de Berti,

with mercury instead of water.

usando mercúrio no lugar de água.

Because mercury was denser, it fell farther than the water

Por ser mais denso do que a água, o mercúrio desceu ainda mais

e a coluna de mercúrio atingiu apenas uns 76 cm.

and the mercury column stood only about 76 centimeters tall.

Not only did this allow Torricelli to make the instrument much more compact,

Além de permitir a Torricelli construir um instrumento mais compacto,

it supported his idea that weight was the deciding factor.

isso apoiava sua ideia de que o peso é o fator decisivo.

A variation on the experiment used two tubes with one having a large bubble at the top.

Uma variação dessa experiência usava dois tubos,

um deles dotado de um grande balão no topo.

If Galileo's interpretation had been correct, the bigger vacuum in the second tube

Se a interpretação de Galileu estivesse correta,

o maior vácuo no segundo tubo deveria fazer mais sucção

should have exerted more suction and lifted the mercury higher.

e elevaria ainda mais o nível do mercúrio.

But the level in both tubes was the same.

Mas o nível era o mesmo nos dois tubos.

The ultimate support for Torricelli's theory came via Blaise Pascal

O apoio decisivo para a teoria de Torricelli veio através de Blaise Pascal,

who had such a mercury tube taken up a mountain

que levou um tubo como esse até o topo de uma montanha

and showed that the mercury level dropped

e mostrou que o nível do mercúrio baixava

as the atmospheric pressure decreased with altitude.

e que a pressão atmosférica diminuía com o aumento da altitude.

Barômetros de mercúrio baseados no modelo original de Torricelli

Mercury barometers based on Torricelli's original model

remained one of the most common ways to measure atmospheric pressure until 2007

continuaram a ser um dos meios mais comuns

de medir a pressão atmosférica, até 2007,

when restrictions on the use of mercury due to its toxicity

quando restrições ao uso do mercúrio, devido à sua toxidez,

led to them no longer being produced in Europe.

obrigaram que ele não fosse mais produzido na Europa.

Nevertheless, Torricelli's invention,

Não obstante, a invenção de Torricelli,

born of the willingness to question long accepted dogmas

nascida do desejo de questionar dogmas aceitos havia muito tempo

about vacuums and the weight of air, is an outstanding example

a respeito do vácuo e do peso do ar,

é um exemplo notável de como pensar fora do convencional,

of how thinking outside of the box -- or the tube --

ou fora do tubo, pode ter um impacto bem pesado.

can have a heavy impact.