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

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

Aristotle famously said, "Nature fears of empty space"

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

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

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

because the surrounding matter would immediately fill it.

porque a matéria em volta imediatamente o preencheria.

Fortunately, he turned out to be wrong.

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

A vacuum is a key component of the barometer,

O vácuo é um componente essencial do barómetro,

an instrument for measuring air pressure.

um instrumento para medir a pressão atmosférica.

And because air pressure correlates to temperature

Como a pressão atmosférica está ligada à temperatura

and rapid shifts in it can contribute to

e depressa se transforma nela,

hurricanes, tornadoes and other extreme weather events,

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

a barometer is one of the most essential tools

Um barómetro é um dos instrumentos mais essenciais

for weather forecasters and scientists alike.

para as previsões meteorológicas e para os cientistas.

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

Como funciona um barómetro e como é que foi inventado?

Well, it took awhile.

Levou algum tempo.

Because the theory of Aristotle and other ancient philosophers

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

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

no que se referia à impossibilidade do vácuo,

parecia ser verdade na vida quotidiana,

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

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

until necessity raised the issue.

— até que a necessidade levantou o problema.

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

No início do século XVII, os mineiros italianos

enfrentaram um problema grave quando perceberam que as suas bombas

when they found that their pumps could not raise water

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

more than 10.3 meters high.

Some scientists at the time, including one Galileo Galilei,

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

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

propuseram que retirar o ar do tubo

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

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

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

However, the idea of a vacuum existing at all

Porém, a ideia de existir um vácuo

was still considered controversial.

ainda era considerada controversa.

And the excitement over Galileo's unorthodox theory,

A polémica sobre a teoria pouco ortodoxa de Galileu

led Gasparo Berti to conduct a simple but brilliant experiment

levou Gaspar Berti a fazer uma experiência simples mas brilhante

to demonstrate that it was possible.

para demonstrar que era possível.

A long tube was filled with water

Encheram um tubo comprido com água

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

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

The bottom end of the tube was then opened

Depois abriram uma das extremidades do tubo

and water poured out into the basin

e despejaram água para a bacia

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

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

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

com um espaço no cimo, sem que tenha entrado nenhum 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,

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

not everyone was satisfied with Galileo's idea

nem todos ficaram satisfeitos com a ideia de Galileu

that this empty void was exerting some mysterious

de que esse vácuo estivesse a exercer alguma força misteriosa,

yet finite force on the water.

embora finita, sobre a água.

Evangelista Torricelli, Galileo's young pupil and friend,

Evangelista Torricelli, pupilo e amigo de Galileu,

decided to look at the problem from a different angle.

decidiu olhar para o problema por um ângulo diferente.

Instead of focusing on the empty space inside the tube,

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

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

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

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

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

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

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

the water level in the tube from dropping further.

que o nível da água no tubo caísse ainda mais.

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

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

but operated as a balance

mas funcionava como um equilíbrio

between the atmospheric pressure on the water outside the tube

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

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

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

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

This idea was not easily accepted,

Esta ideia não foi aceite facilmente,

as Galileo and others had traditionally thought

porque Galileu e outros tinham pensado

that atmospheric air has no weight and exerts no pressure.

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

Torricelli decided to repeat Berti's experiment

Torricelli resolveu repetir a experiência de Berti

with mercury instead of water.

com mercúrio em vez de água.

Because mercury was denser, it fell farther than the water

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

and the mercury column stood only about 76 centimeters tall.

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

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

Isto permitiu que Torricelli tornasse o instrumento mais compacto,

it supported his idea that weight was the deciding factor.

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

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

Numa variante da experiência usou dois tubos

em que um deles tinha uma grande bolha no topo.

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

Se a interpretação de Galileu estivesse correta,

o vácuo maior, no segundo tubo,

should have exerted more suction and lifted the mercury higher.

devia exercer maior sucção e elevar o mercúrio mais alto.

But the level in both tubes was the same.

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

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

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

who had such a mercury tube taken up a mountain

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

and showed that the mercury level dropped

e demonstrou que o nível de mercúrio descia

as the atmospheric pressure decreased with altitude.

quando a pressão atmosférica diminuía com a altitude.

Mercury barometers based on Torricelli's original model

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

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

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

when restrictions on the use of mercury due to its toxicity

quando as restrições quanto ao uso do mercúrio,

por causa da sua toxicidade,

led to them no longer being produced in Europe.

fizeram com que deixassem de ser produzidos na Europa.

Nevertheless, Torricelli's invention,

Apesar disso, a invenção de Torricelli,

born of the willingness to question long accepted dogmas

nascida da vontade de questionar dogmas há muito aceites

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

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

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

de como pensar fora do baralho — ou do tubo —

can have a heavy impact.

pode ter um grande impacto.