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MURAL DO TUBA FÍSICA

AVISO
:
Este blog está sendo atualizado esporadicamente, pois o autor anda extremamente ocupado. Os demais blogs Tuba Livre estão sendo atualizados com frequência. Endereço no Facebook: http://www.facebook.com/tubalivre

Tuba Livre a todo vapor no Facebook

24 novembro 2010

Simulação: Agitação térmica e Temperatura

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Quando um corpo com temperatura mais alta entra em contato com um corpo com temperatura mais baixa, percebemos que a temperatura do primeiro diminui e a do segundo aumenta. O que ocorre é a transferência de energia térmica de um corpo para o outro. Calor é energia térmica em trânsito. Em outras palavras, o fluxo de energia que ocorre do corpo mais quente para o corpo mais frio denomina-se calor.

28 outubro 2010

O Experimento de Galileu sobre Queda dos Corpos

imageA simulação do experimento de Galileu na Torre de Pisa encontra-se no final deste post

Se abandonarmos de uma mesma altura e ao mesmo instante uma bola de canhão e uma pena, qual delas cairá primeiro?

É óbvio que você responderá que é a bola de canhão, mas não é pelo motivo que você está pensando aí: porque ela é mais pesada que a pena.

20 outubro 2010

Por que um lápis parece dobrar ao ser colocado em um copo com água?

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Para explicar o fenômeno é preciso entender um conceito da Ondulatória denoninado refração.

Refração e Índice de Refração

Refração é a mudança na direção de uma onda devido a uma mudança em sua velocidade. Isto é mais facilmente observado quando uma onda passa de um meio para outro com um ângulo de incidência diferente de 90° (veja a figura abaixo).

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A refração da luz é o fenômeno mais comumente observado, mas a refração pode ocorrer com qualquer tipo de onda, como as ondas mecânicas. Um exemplo de onda mecãnica são as ondas sonoras, que podem refratar quando passam de um meio para outro. Outro exemplo são as ondas do mar, que se refratam quando se propagam por locais com diferentes profundidades, que funcionam como diferentes meios.

11 outubro 2010

Mistério da Ciência: o homem fome-zero

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Depois de 4 meses sem postar no Tuba Física (observe que os outros blogs da família Tuba estão sendo atualizados rotineiramente), volto comentando uma notícia que saiu nos jornais em maio deste ano, sobre um indiano que diz estar há 70 anos sem comer nem beber nada, apenas se alimentando de energia solar.

Será isso possível? É verdade o que ele está dizendo? Que explicação científica tem esse mistério asiático?
Cabe a Ciência descobrir a verdade sobre o indiano que, supostamente, nunca abre a boca para comer.

10 junho 2010

Utilizando a ferramenta JClic no Ensino de Física

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Prosseguindo com o objetivo de publicar textos que tratem de softwares educativos que podem ser utilizados no ensino / estudo de Física e de outras matérias de ciência, hoje vou falar sobre o JClic.

JClic: o que é? Como fazer o download e instalação
 
JClic é um programa para a criação, reprodução e avaliação de atividades educativas multimídias, desenvolvido na plataforma Java pelo Departamento de Educação da Catalunha (Espanha).

Baseado no padrão multiplataforma do Java, JClic é um software livre que funciona tanto em Linux, quanto em Mac OS X, Windows e Solaris, composto por um pacote de aplicativos Java para facilitar a aplicação de testes em turmas dos mais diversos níveis. Excelente para a área de linguagens, mas pode ser utilizado em qualquer disciplina, incluindo Física.

27 maio 2010

As pregas do Professor Tuba


Incomodado com uma intensa irritação na garganta, que já durava três semanas e não era solucionada por médicos clínicos, fui ao otorrinolaringologista fazer um exame da laringe, para ver se havia algum problema nas minhas pregas vocais. Professor sempre se preocupa com a questão da saúde da voz.

Fiz um exame chamado video-laringoscopia, que filma a laringe para verificar suas condições físicas. No final do post você pode assistir ao vídeo do exame, mas antes quero falar um pouco sobre o aparelho fonador humano e o que isso tem a ver com Física.

21 maio 2010

Economizando gás usando conhecimentos de física

Vou responder, agora, a outra pergunta, do penúltimo post, que ainda não foi respondida: Se você mantiver alta a chama do gás, depois que a água já estiver fervendo, os alimentos cozinharão mais rápido?

É comum as pessoas manterem a chama do fogão na intensidade máxima, equanto os alimentos cozinham, mesmo depois da água começar a ferver. Será que isso é lógico, faz acelerar o processo de cozimento?

Raciocine comigo: se você usar uma panela comum, num local ao nível do mar, a água entrará em ebulição a 100 ºC. Além disso, enquanto a água ferve, até vaporizar completamente, a temperatura mantém-se constante. Ou seja, durante todo o processo de cozimento, a temperatura permanece em 100 ºC. Assista ao vídeo deste post,que mostra a temperatura da água constante enquanto ela ferve.

Logo, não faz diferença para o tempo de cozimento se você diminuir a intensidade da chama (pôr o fogo baixo). Os alimentos levarão o mesmo tempo para cozinhar. Manter o fogo “alto” neste caso é puro desperdício de gás. Ao menos que a intenção seja que a água vaporize mais rapidamente, pois quanto maior a intensidade da chama, maior o calor transmitido para a panela (a água “secará” mais rápido).

No vídeo-reportagem do NE TV a seguir, explica-se exatamente esta dica de Física, mas o assunto principal da reportagem são os cuidados que devemos ter com este item da cozinha:


Outra forma de economizar gás é usando protetor de alumínio pra forrar o fogão, aquelas folhas de alumínio próprias pra revestir os espaços ao redor das bocas do fogão. Boa parte do calor da chama é transmitido para o ambiente através do processo de irradiação, que nada mais é do que ondas eletromagnéticas de infravermelho. A chama emite energia radiante (calor)em todas as direções, inclusive para a superfície metálica do fogão, aquecendo-o. O papel alumínio, por ter um índice de reflexão alto, faz o calor ser refletido de volta, em parte, em direção à panela. Isto faz concentrar o calor onde realmente interessa. Mas isto só é útil enquanto a água ainda não começou a ferver, pois daí em diante a quantidade de calor recebida pela panela não vai influenciar no tempo do cozimento dos alimentos.

16 maio 2010

Panela de pressão: dicas de segurança

No último post, acusei a panela de pressão de ser uma verdadeira bomba na cozinha, se não forem tomados os devidos cuidados. Um vídeo até mostra a experiência de uma panela de pressão, com sua válvula e dispositivo de segurança devidamente obstruídos, explodindo sobre a pressão do vapor d’água.

Hoje vou falar um pouco sobre como evitar que esta maravilhosa panela vire-se contra o cozinheiro.

Como usar a panela de pressão com segurança?

Em primeiro lugar, desde 1º de setembro do ano passado, toda panela de pressão deve ser certificada, ou seja, quando você for comprar uma panela de pressão, verifique se existe o Selo de Identificação da Conformidade do Inmetro, afixado na panela. Esse Selo indica que a panela de pressão foi ensaiada e há adequado grau de confiança de que está em conformidade com a norma técnica brasileira deste produto.

Mas você também deve fazer a sua parte e tomar alguns cuidados importantes indicados pelo Inmetro:
- Mantenha sempre limpa a válvula de alívio da panela, aquela que chia, mantendo-a sempre desobstruída;
- Verifique se a válvula não está deformada, decorrente de algum impacto;
- Troque a válvula a cada cinco anos e somente em representantes autorizados, e
- Durante o cozimento, mantenha o fundo da panela sempre plano, não deixe o cabo da panela fora dos limites do fogão e nem permita que crianças fiquem na cozinha.

O selo do Inmetro é este:

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09 maio 2010

Panela de pressão: uma bomba na cozinha


Em tempos de terrorismo, carros-bombas, homens-bombas, aqui pelas bandas do hemisfério sul, em nossa nação verde-amarela, não temos explosivos terroristas desta espécie perambulando pelas ruas, mas muita gente guarda uma bomba em casa, e muitos não sabem do perigo. Como insinua o título deste post, estou me referindo à panela de pressão, um artefato que é de grande ajuda no dia-a-dia doméstico, mas que também pode causar acidentes graves, se não forem tomadas as devidas precauções.

A seguir, vamos ver como funciona a panela de pressão e por que ela representa um perigo tão grande na cozinha.

02 maio 2010

Como converter texto em audio para ouvir no computador

Retornando às tubas-atividades, volto com novidades: agora o Tuba Física também disporá de textos que tratem de softwares educativos que podem ser utilizados no estudo de Física e de outras disciplinas de ciência. Para alunos e professores, apresentarei conteúdos de informática educativa, com links para tutoriais que explicam o funcionamento de softwares educacionais, além de dicas de como utilizar os programas nas aulas de laboratório de informática e na confecção e organização de objetos virtuais de aprendizagem.

No post de hoje, apresento uma maneira de converter textos do Word no formato de audiobooks Daisy, que podem ser rodados em tocadores Daisy. Física também é leitura, e muitas vezes é apropriado converter um texto em áudio para ouvi-lo no computador, ao invés de cansar a vista diante da tela do monitor, ou pode-se transferir o arquivo de audio gerado para qualquer tocador digital portátil, como mp3 players.

Leia a seguir uma sugestão de software livre eficiente para esta tarefa.

19 março 2010

Que tal pular de um avião sem paraquedas? – Parte 2


Deu na Revista Galileu de fevereiro último: Em maio de 2008, o paraquedista brasileiro Luiz Henrique Santos, o Sabiá, conseguiu ficar por 4 minutos e 40 segundos em “queda livre” [eu coloquei entre aspas, porque, como foi visto no post anterior, esta é, na real, uma queda QUASE livre], o que lhe rendeu o recorde mundial.

Para ficar tanto tempo no ar, ele usou um traje especial chamado wingsuit, também conhecido como “roupa de morcego”. O macacão é feito de náilon ou fibra de carbono e tenta transformar nosso corpo em um avião, com asas nas pernas e nos braços. Mesmo assim, continua sendo um acessório de queda livre, ou melhor, de queda QUASE livre. Enquanto um paraquedista sem wingsuit alcança uma velocidade-limite [veja o post anterior] entre 200 a 300 km/h (o valor vai depender do tipo físico da pessoa), a queda média de quem usa o traje é de 90 km/h, ou seja, uma velocidade-limite típica.

“Voando” com o wingsuit (na verdade você não voa, você cai, numa queda amortecida), a força de resistência, devido ao formato do dispositivo, é menor que a do paraquedas, pois possui área menor que este. A sensação que se tem é de ser um pássaro voando praticamente na vertical e sem asas pra bater. Deve ser, porém, uma sensação de muita adrenalina e de extrema liberdade, pra não dizer de medo também.

O dia que eu descobrir que tenho uma doença terminal, que me restam poucos meses de vida, eu salto com um negócio desses em ritmo de “não tenho nada a perder”. Mas por enquanto, deixa pra lá, tenho o meu filho Helri (o meu gato) pra criar; a minha namorada, Miriã do Apogeu da Alienação, também não vai deixar. E meus pais e meus irmãos não querem nem ouvir eu falar do assunto: “Pular de um avião? Tá doido!”. Mas que vontade que dá, livre para voar!!

Deixando a parte doideira-emocional-familiar de lado, na primeira parte deste artigo, vimos que com o paraquedas aberto o paraquedista desce rapidamente com velocidade que atinge valores menores que 10 km/h, suficiente para um pouso seguro. Já com o wingsuit, a 90 km/h de queda, o seu esqueleto dificilmente permanecerá intacto quando beijar o solo duro de pedra (lembre-se que não existe chão macio, tudo depende da velocidade que você cai).

Usando o windsuit ninguém conseguiu ainda pousar sem paraquedas. Para conseguir isso, precisaremos de outra tecnologia, que não seria o wingsuit como nós o conhecemos.
Outros equipamentos estão sendo desenvolvidos - existem protótipos -. o Tuba Física está de olho nessas inovações e sempre que puder mostrará as novidades explicitando as leis físicas que regem o funcionamento dos novos aparelhos.

É importante enfatizar o seguinte: sempre no final da queda com o wingsuit, é usado um paraquedas para a descida suave necessária para chegarmos ao chão ilesos. O wingsuit, portanto, não é um paraquedas propriamente dito, também não é um aparelho voador. Podemos chamá-lo, então, de um “amortecedor de queda”, insuficiente para salvar vidas.

Assista ao vídeo de um wingsuit em pleno funcionamento. Aposto que você vai morrer de vontade de dar um mergulho na atmosfera com um deles. Preste atenção que, nos últimos momentos da queda, o paraquedas é acionado para um pouso tranquilo.



Crédiot do vídeo: http://www.youtube.com/user/redbull

08 março 2010

Que tal pular de um avião sem paraquedas? - Parte 1


Imagine você em um avião, a 3 mil ou 4 mil metros de altura (altitude habitual nos exercícios de saltos de paraquedas), e você pula apenas com a roupa do corpo, sem o dispositivo chamado paraquedas, que seria acionado após alguns segundos de “queda livre”, que se transformaria numa queda mansa. Seria possível sobreviver a este salto?

A resposta é sim. Mas não com uma roupa comum, mas sim com um macacão especial chamado wingsuit. Sobre ele, falarei no próximo post. Primeiro, vamos ver o que acontece, do ponto de vista da Física, se pularmos do avião sem paraquedas e sem o tal de wingsuit, ou seja, em queda QUASE livre (vamos saber o porquê do “quase”).

Queda livre

Até uma criança sabe que, ao deixarmos cair uma pedra e uma pena, a pedra cai mais depressa e chega ao solo primeiro. A Física demonstra - o cientista Galileu Galilei (1564-1642) foi o primeiro a propor - que isto se dá porque o ar exerce um efeito retardador na queda de qualquer objeto e que este efeito exerce maior influência sobre o movimento da pena do que o da pedra. Se deixarmos cair a pedra e a pena em um local onde predomina o vácuo, um exemplo seria na superfície lunar, onde não há atmosfera (ar), verificamos que os dois objetos caem simultaneamente.

Isto ocorre porque sem uma força de resistência para cima, a única força agindo sobre os objetos é a sua força peso, que é proporcional à massa. A razão entre a força peso e a massa, em um mesmo local, é uma constante, que nada mais é do que a aceleração da gravidade, que tem valor aproximado de 9,8 m/s2 na superfície terrestre. Portanto, se não houver ar ou a influência deste for desprezível, qualquer corpo, não importando o valor da sua massa, caí com a mesma aceleração que é a aceleração da gravidade local.

O movimento de queda dos corpos no vácuo ou no ar, quando a resistência do ar é desprezível, é denominado de queda livre.

A animação a seguir ilustra o que acontece com dois objetos (uma folha de papel intacta e outra amassada em formato esférico) quando em queda em um ambiente com ar e em outro sem ar:



Assista ao famoso vídeo (real) de um astronauta na Lua (o ser humano foi mesmo na Lua, tá!) que mostra um martelo e uma pena caindo ao mesmo tempo, com a mesma variação de velocidade, na superfície lunar sem atmosfera em volta:



Queda NÃO livre

Ela ocorre sempre que a resistência do ar não é desprezível. Verifica-se que a força de resistência do ar sobre um corpo (força de atrito com o ar) tem sempre sentido contrário ao seu movimento, e o valor desta força é tanto maior quanto maior for a velocidade do corpo. Na maioria dos casos, quando a velocidade tem o valor entre 24 e 330 m/s, constata-se que a proporção é quadrática, isto é, do tipo:


Onde: Fr é a intensidade da força de resistência do ar; k é o coeficiente que depende da forma do corpo, da densidade do ar e da maior área de uma seção do corpo perpendicular à direção do movimento; v é a intensidade da velocidade.

Um corpo caindo, mergulhado na atmosfera, durante a queda, apenas duas forças agirão sobre ele: o peso ou força da gravidade (para baixo) e a força de resistência do ar (para cima), como mostra a figura:


Supondo desprezíveis as variações do campo gravitacional, durante a queda do corpo, seu peso permanecerá constante durante o movimento. Entretanto, o mesmo não ocorrerá com a força de resistência do ar, pois esta terá intensidade crescente à medida que o corpo for ganhando velocidade.

Essa etapa de movimento acelerado terá duração limitada, visto que, atingida certa velocidade, a força de resistência do ar assumirá intensidade igual à da força peso. A partir daí, a força resultante será nula, de modo que o corpo prosseguirá sua queda em movimento retilíneo e uniforme, por inércia. A velocidade constante apresentada durante esse movimento inercial denomina-se velocidade-limite.

Uma pessoa quando se lança do avião descreve, inicialmente, um movimento acelerado na direção vertical, sob a ação da força da gravidade (peso) e da força de resistência do ar. A partir do instante em que a força de resistência do ar equilibra o peso, o movimento da pessoa torna-se uniforme, e a velocidade constante adquirida é a velocidade-limite. O movimento da dela caindo sem paraquedas não é de queda livre, mas digamos de uma queda QUASE livre.

Uma pessoa em queda QUASE livre atinge uma velocidade máxima (limite) de 200 km/h a 300 km/h, dependendo do seu peso, da área de sua seção reta horizontal, etc. Porém, se não houvesse atmosfera, não haveria velocidade-limite, o movimento seria realmente de queda livre e a velocidade cresceria linearmente até que a pessoa tocasse o solo “não com muito carinho”. Para você ter uma idéia, saltando de uma altura de 1000 metros ela chegaria ao chão com uma velocidade de 508 km/h ou 141,1 m/s. Morte certa!

Queda com o paraquedas aberto

Quando o paraquedista abre o paraquedas, a força de resistência se torna muito maior devido ao formato e à área do paraquedas. Com isso sua velocidade cai rapidamente atingindo valores menores que 10 km/h ou 2,8 m/s, velocidade de uma lenta caminhada, segura o suficiente para uma aterrissagem tranquila.

PRÓXIMO POST: No próximo post você vai conhecer o wingsuit, um macacão para transformar uma queda quase livre numa queda mais livre que a do paraquedas (esta paranomásia não é mera coincidência).

FONTES/ CRÉDITOS:
Do vídeo: http://www.youtube.com/user/redbull
Do texto: Física Vol. 1 – Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga; Física 1 – Helou, Gualter e Newton.

28 fevereiro 2010

Por que existe o ano bissexto?


Hoje, 28 de fevereiro de 2010, último dia do mês, fica evidente que este não é um ano bissexto; somente será em 2012, ano em que alguns acreditam que será o último das nossas vidas.
Deixando as crendices de lado, por que mesmo existe o ano bissexto em nosso calendário? O que isto tem a ver com o fato da Terra girar em torno do Sol?

Para responder a estas perguntas, precisamos saber que o tempo que a Terra leva para dar uma volta completa em torno do Sol é chamado de "ano sideral", que é igual a 365,256363 dias solares (ou, ainda, 365 dias, 6 horas, 9 minutos e 9,8 segundos). O "ano sideral" nos dá o real período do movimento de revolução da Terra em torno do sol. "Sideral" vem de sidus, que em latim significa "astro". Na Astronomia, usamos este adjetivo quando queremos fazer referência às estrelas distantes.

Porém, a duração do ano que usamos no nosso calendário é de 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 45,2 segundos, chamado de ano trópico ou ano solar, cerca de 20 minutos mais curto que o ano sideral, e compreende o tempo decorrido entre duas ocorrências sucessivas do equinócio vernal, ou seja, do momento em que o Sol aparentemente cruza o equador celeste na direção norte. O ano trópico é mais curto que ano sideral em virtude do fenômeno de precessão dos equinócios - causado por uma pequena oscilação na rotação terrestre. Para saber em detalhes o que é o movimento de precessão terrestre, clique aqui.

Os equinócios ocorrem quando ambos os hemisférios da Terra (Norte e Sul) recebem exatamente a mesma quantidade de luz solar. Costumamos, por motivos históricos, chamar estes dias de "começo do outono" e "começo da primavera". Em termos astronômicos, os equinócios deveriam ser considerados o auge destas estações, não o início.

Os solstícios, historicamente considerados como o início tanto do inverno como do verão, ocorrem quando a diferença de insolação entre um hemisfério e outro é máxima.

Como vimos no post sobre o calendário chinês (clique aqui), um calendário solar  tem como único compromisso seguir o movimento aparente do Sol na esfera celeste ao longo de um ano. O ciclo das estações é a base do calendário solar e ele tem, como unidade de referência, o ano. Um exemplo é o nosso calendário gregoriano.

No desenvolvimento do nosso calendário, que considera o ano trópico de 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 45,2 segundos, o ano foi dividido em 365 dias, sendo que o tempo que sobra, de aproximadamente seis horas por ano, é acumulado durante quatro anos, quando as horas são reunidas em um dia, acrescentado ao mês de fevereiro, então, de quatro em quatro ano. É o dia 29 de fevereiro do chamado ano bissexto.

Mas esse dia a mais do ano bissexto, com suas 24 horas, é maior que a sobra acumulada do ano trópico em quatro anos, que é de 23 horas, 15 minutos e 0,8 segundos. Para corrigir isso, foi convencionado que os anos divisíveis por 100 não são bissextos; um século dura 36.542 dias, de modo que a duração média dos anos quase corresponde à revolução da Terra. Os anos divisíveis por 400, como 1600 e 2000, são bissextos, de modo que os anos se estendem geralmente por 365 dias, 5h, 49 minutos e 12 segundos, um tempo quase idêntico ao do ano solar. O ano 2000 foi bissexto, já 2100, 2200 e 2300 não serão, e 2400 será.

Há ainda uma diferença residual de 26,8 segundos por ano que ainda não foi resolvida, o que equivale a dizer que a cada período de 400 anos o calendário gregoriano fica defasado em 2 horas, 58 minutos e 40 segundos em relação à realidade astronômica. Isso é muito pouco, mas, ao longo dos milênios faz uma grande diferença. Para você ter uma idéia, caso esta defasagem persista, haverá um dia de diferença a cada 3.223 anos. Já há uma idéia para corrigir isso: tornar comum o ano 4000, que seria bissexto pela regra gregoriana.

No momento, não existe movimentação no sentido de fazer essa correção, isso porque a diferença em relação à realidade sideral é desprezível e só nos afetará, realmente, causando considerável distorção, daqui a milênios.

O vídeo a seguir - um pequeno trecho da série francesa Espaçonave Terra - mostra como é composto o ano bissexto e fala brevemente da sua história.



Sobre a série: Espaçonave Terra (Tous Sur Orbite, no original francês) é uma série de televisão produzida em 1997 na França  cuja proposta é de, através de animação computadorizada, acompanhar a trajetória do planeta Terra durante uma revolução ao longo das 52 semanas de um ano terrestre. No Brasil, a série é exibida pela TV Escola.

Fonte: livro "O tempo que o tempo tem". Saiba sobre este excelente livro clicando aqui.

22 fevereiro 2010

Por que a temperatura de ebulição depende da pressão?


Se perguntarmos em uma sala de aula como a água ferve, muitos alunos responderão que primeiramente é preciso um fogão para fornecer calor (energia térmica); a água, então, aumentará de temperatura até um ponto que começará a ferver. A temperatura em que isto ocorre, diria um habitante de um local de baixa altitude, seria 100 ºC, sem medo de errar. Mas erraria se respondesse que em La Paz, na Bolívia, à altitude de cerca de 3650 m, a água também fervesse nesta temperatura.

É notório que o ponto de ebulição da água diminui com a diminuição da pressão atmosférica. Esta, por sua vez, diminui à medida que nos elevamos no planeta. Quanto maior a altitude menor a pressão atmosférica e, por conseguinte, menor a temperatura de ebulição da água. Isto significa que cozinhar no pico do monte Everest - o teto do mundo com aproximadamente 8.845 metros de altura - sem panela de pressão, é preciso paciência. Pois o cozimento ocorrendo numa temperatura menor, levará mais tempo para que a comida fique pronta. Ainda bem que ninguém passa muito tempo por lá, de tão agreste e agressivo ao organismo é o lugar.

A temperatura de ebulição da água – veja bem, água destilada – é 100 ºC à pressão de 1 atm (ou 760 mmHg), que é a pressão atmosférica ao nível do mar. No pico Everest, submetida a uma pressão atmosférica de 260 mmHg (ou 0,34 atm), a água entraria em processo de ebulição à temperatura de 72 ºC. Temperatura muito baixa para um cozimento rápido. Cozinhar uma feijoada pode levar dias.

No post Gelo na pista! O que fazer para derretê-lo? Vimos como varia a temperatura de fusão do gelo com a variação da pressão.

Mas por que a temperatura de ebulição depende da pressão?

A temperatura de um corpo é proporcional à energia cinética média de suas moléculas. Média, pois as moléculas de um líquido não têm todas a mesma energia cinética. Algumas têm energia cinética maior que a média, outras têm energia cinética menor.

A evaporação é a passagem LENTA e SEM turbulência da fase líquida para a gasosa e que ocorre na superfície do líquido. A maioria das moléculas não tem energia suficiente para mudar de fase. No entanto, algumas têm energia muito maior que a média. Quando uma dessas moléculas atinge a superfície, ela pode sair do líquido e passar para a fase gasosa. É assim que acontece o processo de evaporação.

Se deixarmos uma garrafa com água aberta, a evaporação ocorrerá continuamente. Fechando a garrafa, a evaporação vai diminuindo à medida que aumenta a concentração do vapor em contato com a superfície líquida. Quando a evaporação pára, dizemos que o vapor está saturado.

O vapor, como qualquer outra substância gasosa, exerce uma certa pressão, denominada pressão de vapor. Quando o vapor está saturado, a pressão de vapor é a máxima possível naquela temperatura. Essa pressão denomina-se pressão máxima de vapor. Quanto maior a temperatura, maior será a pressão máxima de vapor do líquido. Por exemplo, a água a 20 ºC tem pressão máxima de vapor igual a 175 mmHg; a 40 ºC é de 553 mmHg e a 100 ºC é de 760 mmHg (veja o gráfico abaixo relacionando as pressões máximas de vapor e a temperatura).


Sabemos que 100 ºC é a temperatura de ebulição da água ao nível do mar, submetida, neste caso, à pressão atmosférica de 760 mmHg. Observe que a pressão máxima de vapor da água a 100 ºC é igual à pressão atmosférica ao nível do mar.

Portanto, o ponto de ebulição da água é a temperatura na qual sua pressão máxima de vapor é igual à pressão atmosférica. Quanto menor a pressão atmosférica, menor a pressão máxima de vapor necessária para a água entrar em ebulição, correspondendo, então, a uma temperatura menor em que a água ferve.

Durante a ebulição, as bolhas de vapor que se formam empurram o ar atmosférico na superfície do líquido. Esse processo ocorre retirando energia das moléculas, energia que é reposta no sistema pela fonte de calor, ou seja, o fogão. Assim, é necessário fornecer calor (energia) ao líquido para que o processo de ebulição seja mantido. No entanto, a energia térmica recebida não se acumula na forma de energia cinética das moléculas, mas é utilizada na vaporização do líquido. Por isso, enquanto a água ferve, sua temperatura permanece constante.

O vídeo a seguir, filmado em São Luís do Maranhão, que se localiza ao nível do mar, mostra exatamente isso: a chama do fogão esquenta a água até a temperatura de 100,4 ºC, quando ela começa a ferver. A temperatura, então, mantém-se constante, enquanto ocorre a ebulição. Há dois principais motivos para que a temperatura não seja exatamente 100 ºC: o termômetro digital utilizado tem uma imprecisão de até 5 ºC para a temperatura medida; a água utilizada não é destilada, mas água da Caema (Compania de Água e Esgoto do Maranhão), água da torneira, composta de minerais e Deus sabe o que mais, tendo um ponto de ebulição um pouco diferente de 100 ºC (um pouquinho somente).



Se você tiver interesse em comprar um termômetro, deixo a dica do instrumento que aparece no vídeo, fabricado pela Minipa, uma excelente marca. Clique aqui para ver as características técnicas deste termômetro digital:
Aqui em São Luís, ele pode ser encontrado nas lojas Centro Elétrico e Casa Arruda.

14 fevereiro 2010

Feliz Ano-Novo! Feliz 4708... Começa o Ano do Tigre no calendário chinês


O calendário “cristão” (o nosso, esse mesmo fixado a sua parede!), historicamente denominado calendário gregoriano, é adotado na maioria dos países, podendo ser considerado o “calendário oficial” do planeta. No entanto, há outros calendários sendo usados, como o calendário chinês.

A China adotou o calendário gregoriano em 1º de janeiro de 1912. Até hoje, porém, o calendário chinês tradicionalista ainda é muito popular e é usado para as festividades. Mas isso é apenas uma manifestação cultural, pois o calendário oficial da China é o mesmo que o nosso.

Isto parece estranho: dois calendários sendo usados simultaneamente, ainda que para fins específicos. Para nós, acostumados desde a infância com um único calendário “imutável”, soa estranho. Porém, não é muito diferente se houvesse duas línguas sendo faladas no país ou como o uso concomitante de mais de uma unidade de comprimento: você pode usar o metro ou a polegada (observe uma fita métrica, muitas delas trazem mais de uma opção de medida). A diagonal da tela da sua televisão é medida em polegadas e não em centímetros. Por quê? Por pura tradição ou por hábito estrangeiro importado. Nada impede que você tenha um televisor de 48 cm (o que equivale, aproximadamente, a uma TV de 19 polegadas).

Portanto, calendário é convenção, é criação humana, podemos usar apenas um ou dois ao mesmo tempo, ou substituir o que vigora por outro mais criativo e preciso.
Claro! Mas sempre seguindo uma referência astronômica para que tenha coerência.
A maioria dos calendários baseia-se nos movimentos aparentes dos dois astros mais brilhantes da abóbada celeste, para um observador na Terra - o Sol e a Lua - para determinar as unidades de tempo: dia, mês e ano.

Os calendários classificam-se em solares, lunares, lunissolares e siderais.

Um calendário solar tem como único compromisso seguir o movimento aparente do Sol na esfera celeste ao longo de um ano. Uma das maneiras de fazer isso é através de marcação geográfica, observando-se que o local onde o Sol nasce ou se põe muda ligeiramente a cada dia do ano. O ciclo das estações é a base do calendário solar e ele tem, como unidade de referência, o ano, embora os seus 12 meses, de trinta dias, sejam de origem lunar. Um exemplo de calendário solar é o nosso calendário.

Um calendário lunar, como não poderia deixar de ser, segue as fases da Lua. É um sistema de contagem de tempo cujo único compromisso é acompanhar as mudanças da Lua na abóbada celeste. Sua unidade de referência é, portanto, o mês. O calendário muçulmano é o único puramente lunar ainda em uso.

Um calendário lunissolar se dispõe a acompanhar as fases da Lua, mas ao mesmo tempo reconhece a importância do ciclo das estações. São calendários mais complexos que o solar e lunar, e por isso mesmo são menos comuns. Um bom exemplo de calendário lunissolar é o calendário chinês, cuja explicação é objetivo deste post e veremos a seguir.

Finalmente, um calendário sideral é aquele que se dispõe a acompanhar algum ciclo celeste que não seja o do Sol nem o da Lua. Ou ao menos que não o façam de maneira consciente. Um exemplo típico é o antigo calendário egípcio.

Certo! Porém, o que nos interessa neste artigo é o calendário lunissolar chinês, que hoje, dia 14 de fevereiro de 2010 (no calendário gregoriano), está estreando o ano 4708, o Ano do Tigre. As informações abaixo sobre o calendário chinês foram adaptadas do excelente livro “O tempo que o tempo tem” (comentado no post anterior):

O calendário chinês é o mais antigo entre os que ainda permanecem em uso. Sua criação está associada ao imperador Huang Ti e data de 2600 a.C. Ele é formado por meses de 29 ou 30 dias e alguns ajustes periódicos. Inicia-se no dia da segunda Lua nova depois do solstício de inverno (de fins de janeiro a meados de fevereiro). O ano tem 12 ou 13 meses e sua duração pode ter 353, 354 ou 355 dias nos anos comuns (12 meses), ou 383, 384 ou 385 nos anos “bissextos” (13 meses). Este sistema mantém os meses lunares atrelados ao ano solar.

Na visão oriental, o tempo não é sequencial, mas cíclico. A denominação do ano é obtida pela combinação de dois ciclos: o dos troncos celestes e o dos ramos terrestres.

Troncos celestes (zhongqi)        Ramos terrestres (jieqi)
1. jia 1. zi (rato)
2. yi 2. chou (boi)
3. bing 3. yin (tigre)
4. ding 4. mao (coelho)
5. wu 5. chen (dragão)
6. ji 6. si (serpente)
7. geng 7. wu (cavalo)
8. xin 8. wei (carneiro)
9. ren 9. shen (macaco)
10. gui 10. you (galo)
. 11. xu (cão)
. 12. hai (porco)

O ciclo se completa após 60 anos. Em 7 de fevereiro de 2008 se iniciou o ano 4706 (wuzi, “rato terrestre”); em 26 de janeiro de 2009 começou o ano 4707 (jichou, “boi terrestre”); e, neste domingo, dia 14 de fevereiro de 2010, tem início o ano 4708 (gengyin, “tigre terrestre”), o Ano do Tigre.

Assista à notícia do Jornal Nacional sobre a comemoração do Ano-Novo chinês, no país mais populoso do mundo.



Dizem que o mundo vai acabar em 2012. Mas em qual calendário?

11 fevereiro 2010

O tempo que o tempo tem


Apresento aqui uma excelente dica de livro de divulgação científica, para aqueles que se preocupam com o tempo e não têm tempo a perder.

Nada como uma boa leitura de um livro sobre um tema que nos chame a atenção, que nos faça viajar e experimentar sensações novas ou nos remeta ao passado longínquo, à aurora da humanidade. Por mais que eu seja viciado em internet, que eu passe um bom tempo garimpando no computador, não dispenso algumas horas por dia a sorver um bom livro, deliciosamente, página por página. Principalmente, se o assunto for o próprio tempo, o qual o ser humano sempre se esforçou para tentar compreendê-lo e dominá-lo, mesmo que seja com objetivos práticos como marcar o tempo para as atividades diárias ou sazonais.

Foi na revista Galileu que vi a indicação de um livro que conta a história dos calendários, dos diversos sistemas criados para a contagem do tempo e como a coisa evoluiu até os calendários atuais vigentes. O livro é “O tempo que o tempo tem”, de Alexandre Cherman e Fernando Vieira, professores e pesquisadores da Fundação Planetário da Cidade do Rio de Janeiro.

No livro, astronomia e história se encontram para explicar a fascinante origem e a permanência da contagem do tempo. Por que o ano tem 365 dias, ou melhor, por que alguns anos têm 365 dias e outros não? Como se estabeleceu a duração dos meses e semanas? Qual a origem do nome de cada mês? As respostas a estas perguntas estão cheias de curiosidades e detalhes desconhecidos pela maior parte das pessoas. A maioria da população nem sabe, por exemplo, que existem outros calendários pelo mundo além do nosso, denominado gregoriano. Alguns pensam até ser ele de origem “divina” e que sempre foi assim, desde o início dos tempos.

Em “O tempo que o tempo tem”, os autores partem do princípio de que tempo é movimento – o vai-e-vem de um pêndulo, o escorrer de grãos de areia, o derreter de uma vela –, esclarecendo que medir o tempo significa criar padrões confiáveis a partir de movimentos de preferência cíclicos.

Mas onde buscar movimentos cíclicos precisos, dignos de crédito e alheios à interferência humana? Os autores nos explicam aqui como a observação dos movimentos celestes fundamenta a elaboração de diferentes calendários. Estes, contudo, não representam apenas uma contagem do tempo: refletem a necessidade de estabelecer uma ordem para o aparente caos do Universo.

Não perca tempo e compre logo o seu!

Ah, você gostaria, mas livro é caro, não tem dinheiro? Bem! Mas aposto que pra celular, iPod e outras parafernálias eletrônicas ou estéticas você tem. Não adianta dizer que tempo é dinheiro!

Deixe um pouco o Orkut de lado e interaja com pessoas que leram o livro no site Skoob, rede social para leitores. Para acessar o link de “O tempo que o tempo tem” na estante do Skoob clique aqui.

No próximo post, um pouco sobre o calendário chinês. Afinal, domingo, dia 14 de fevereiro, começa o Ano-Novo chinês, o Ano do Tigre.

05 fevereiro 2010

Ler devia ser proibido


Não acredite no seu professor, ler pode ser extremamente perigoso e pode (CRUZ CREDO!) mudar o mundo! Quem em sua sã consciência vai querer mudar um mundo tão bom como este?

Não está convencido? Assista, então, ao vídeo produzido em 2003 por alunos do curso de Publicidade e Propaganda da UNIFACS - Universidade Salvador. Eles são bem convincentes na defesa de que ler devia ser proibido:



Se o vídeo não foi suficiente para convencer você de que ler é perigoso, então... Vixe! Vou ter de indicar um livro para mostrar que a leitura faz mal. Mas prometa que será o último que vai ler! O livro é Fahrenheit 451, do escritor Ray Bradmury, e foi comentado no post Dicas de Livros: Fahrenheit 451, do Tuba Física.

Veja também as avaliações de outros leitores e resenhas sobre o livro na estante do Skoob: http://skoob.com.br/livro/sobre/136 .

Espero que esta psicologia reversa surta algum efeito!

Miriã Souza, do blog Apogeu da Alienação, escreveu o seguinte sobre leitura/livros:
Ler nos faz entender a sociedade e o sistema em que vivemos; criticá-los e nos rebelarmos. Entenderíamos a verdade por trás da política, da religião e da alienante cultura de massa. Isso não seria bom para o sistema, para o capitalismo, para religião, para ninguém.

Não seria bom para o próprio homem. Imagine acordar de um sonho e se deparar com a realidade. Descobrir que o céu não é azul; que a lua não fica maior quando está no horizonte. Que não somos todos iguais, como diz a nossa Constituição. Que a Xuxa não usa hidratante Monange. Que Deus, talvez não exista!

Falando a verdade, quando passamos a ler, descobrimos que acreditávamos em um monte de mentira e nos frustramos, por que parecíamos muito felizes, mas na verdade vivemos em um mundo de podridão. Conheci alguém que disse que o maior erro dele foi ter lido a Bíblia. Se não tivesse lido estaria na Igreja até hoje.

Bem, o Estado não proíbe ninguém de ler, o povo não lê mesmo! Mas por que nas Igrejas há uma preocupação com os jovens quando estão lendo? Ler qualquer coisa que não tiver a ver com a Bíblia é considerado até pecado!

Por Miriã Souza - Apogeu da Alienação

01 fevereiro 2010

É fácil calcular a distância de um raio ou de fogos de artifício

 

É possível calcular a distância de um raio com base no tempo que o trovão leva para soar. Da mesma forma com os fogos de artifício, medindo-se o tempo que leva para se ouvir o som. Daí, basta saber qual a velocidade do som no local.

A velocidade do som é medida enquanto o som viaja pelo ar e depende da temperatura e da umidade (quantidade de vapor d’água na atmosfera). A velocidade do som é de aproximadamente 331 m/s a 0 ºC (variando um pouco conforme o valor da umidade relativa do ar). Em uma temperatura como 28 ºC e umidade em torno de 70 %, a velocidade é de 348 m/s.

Você pode usar a seguinte equação para saber o valor aproximado da velocidade do som de acordo com a temperatura ambiente (Tc ) na escala Celsius:


Em dia de tempestade, quando você vê o clarão de um raio, usando um cronômetro pode contar os segundos entre o momento do relâmpago e o instante que o trovão é ouvido. Para ter mais precisão você pode usar uma filmadora, filmar o raio e verificar depois o tempo (t) em um programa de edição de vídeo. Para calcular a distância (d), lembre-se que, como a velocidade do som é aproximadamente constante no local, você pode usar a equação de definição da velocidade:


No cálculo, não levamos em conta a velocidade da luz, pois esta é muita alta (300 mil km/s). Na distância que o raio ocorre, a luz chega à terra quase instantaneamente.

Se o interesse é saber a distância em que está ocorrendo o lançamento de fogos de artifício, o procedimento é o mesmo, como mostra o vídeo a seguir que gravei da minha casa em São Luís. Meus cálculos indicam que a distância em que a festa estava ocorrendo, com o lançamento dos fogos, é de cerca de 620 m. Confira:



OBSERVAÇÃO: Tome cuidado na hora de editar os vídeos, pois o tempo pode ser alterado conforme o frame rate e o formato do vídeo escolhido. É bom verificar o tempo com o vídeo no estado bruto ou na própria filmadora.
Porém, se você não exige muita precisão, pode até contar os segundos mentalmente, sem uso de marcadores de tempo.

26 janeiro 2010

Como inflar um balão usando água quente


Simples demonstrações de Física são úteis em sala de aula, mesmo que sejam apresentadas em vídeo - se não for possível “ao vivo” - servem como ilustração, prendem a atenção e tornam o assunto mais “realístico”. Então lá vai uma dica/exemplo:

No estudo do comportamento dos gases verifica-se que quando aumentamos a temperatura de um gás o seu volume e sua pressão aumentam. Este fenômeno pode ser observado facilmente realizando-se a experiência descrita a seguir e que é mostrada no vídeo, na sequência:

EXPERIÊNCIA

- Tome um recipiente (uma lata ou um frasco de plástico) com cerca de 1 L de volume. Adapte firmemente ao gargalo do recipiente um balão de borracha ligeiramente inflado. Temos, assim, uma certa massa de ar ocupando o volume do recipiente e do balão.

- Mergulhe totalmente o frasco (ou lata) em um banho de água bem quente (temperatura próxima à de ebulição). Observe o que acontece com o balão. O que ocorreu com o volume do ar ao ser aquecido? E com sua pressão?

O vídeo, produzido por alunos do Professor Tuba, mostra ligeiramente esta experiência:



É! O balão inflou. Não porque se encheu de ar, mas porque o ar que estava lá dentro se expandiu com o aumento da temperatura (dilatação térmica do gás), isto é, aumentou o volume do ar, aumentando também a pressão interna. Observe que, ao contrário dos sólidos e líquidos, a variação da pressão não é desprezível na dilatação térmica dos gases. Por isso seu estudo é feito separadamente aos dos sólidos e líquidos.

Observação: se a experiência for realizada com uma lata, você poderá obter um efeito muito mais notável levando-a diretamente ao fogo. É isto que o Professor Tuba fará no próximo vídeo que produzir com seus discípulos (he, he!). Um vídeo mais completo do que esse que você acaba de assistir.

Você pode complementar a experiência com o balão inflado, mergulhando, em seguida, o recipiente em um banho de água bem fria (mistura de água e gelo). Neste caso, o balão irá murchar, pois o volume e a pressão do ar dentro diminuem com a diminuição da temperatura.

18 janeiro 2010

Como funciona uma hidrelétrica?


Assista ao interessante vídeo sobre como funciona uma hidrelétrica, produzido pela Assessoria de Comunicação da Eletrobrás e pelo Núcleo Jovem da Editora Abril para o blog do Complexo Tapajós.



Acesse o blog do Complexo Tapajós para ler notícias sobre hidrelétricas, energias alternativas e outras sobre fontes de energia e sustentabilidade.

17 janeiro 2010

Apresentando o Tuba Livre


O Tuba Física está inaugurando um novo layout que sofrerá pequenos acabamentos nos próximos dias.
Aproveito o recado para apresentar o novo canal da "família" Tuba: o Tuba Livre, um canal de opinião.
Quem tuba é livre!

16 janeiro 2010

Cerveja geladinha em menos tempo

A dica é bem conhecida de muitos donos de bares: para gelar a cerveja mais rapidamente, de forma eficiente e barata, eles seguem a fórmula: misturar álcool, gelo e sal. Uma perfeita salmoura!

Material necessário:

- caixa de isopor
- Um saco de gelo (de preferência sal grosso)
- Álcool líquido
- Sal

Procedimento:

Coloque a cerveja na caixa de isopor. Espalhe o gelo em cima e embaixo das latinhas.
Coloque uma camada de gelo e outra de latinha; outra de gelo, outra de latinha. Deixe um espaço para o gelo se acumular entre as latas. Isto acelerará o processo.

Pegue um pouco de sal, pode ser também sal grosso, numa quantidade razoável para o tanto de latinhas e coloque por cima da cerveja. Pegue um litro de álcool ou mais e jogue por cima de tudo. Misture bem, depois tampe a caixa de isopor e aguarde um pouco.

O gelo vai derreter muito mais rápido do que normalmente e em questão de alguns minutos você terá a cerveja no ponto: geladinha!

Qual a explicação física para este fenômeno?

No post anterior, vimos que o ponto de fusão da água diminui quando se adiciona sal, devido a uma propriedade coligativa da química chamada crioscopia. Por isso, ao adicionar sal, o gelo irá derreter a uma temperatura menor ou bem menor que 0ºC, dependendo da quantidade de sal adicionada. O processo de derretimento do gelo é um processo endotérmico, ou seja, absorve calor do meio para poder ocorrer. Uma vez que o gelo é derretido pela adição do sal, este processo rouba calor do meio externo, fazendo com que a temperatura da cerveja diminua abaixo de zero. Ela pode chegar a -19°C.

Outro fato é que a água na fase liquida conduz melhor o calor do que o gelo (Lembre-se que o gelo é um isolante térmico – por isso em lugares extremamente frios constroem-se casas de gelo, os chamados iglus, para se proteger das baixas temperaturas). Portanto, como resultado, a água líquida (na verdade, uma solução de água, álcool e sal) “retira” calor da cerveja com facilidade. E se a cerveja for acondicionada em lata (o alumínio também é um bom condutor de calor), ela perderá calor ainda mais rápido e, em poucos minutos, estará geladinha, no ponto!


No entanto, qual é o papel do álcool no processo?

Bem! O álcool, também por efeito crioscópico, ajudará na redução do ponto de fusão da água, apesar de que a condutividade térmica dele ser aproximadamente três vezes menor que a da água. Além disso, o álcool evapora mais rápido, servindo como reforço na "retirada" da energia térmica da cerveja.

Por fim, recomenda-se gelo triturado, para aumentar o efeito e obter-se uma temperatura mais homogênea, pois quanto maior for a superfície de contato do gelo, mais rápido será o resfriamento.

Enfim, lembre-se: SE BEBER, NÃO DIRIJA!

E reflita sobre a seguinte frase: Sabe aquele bucho que você odeia? Ou seja, cerveja!

11 janeiro 2010

Gelo na pista! O que fazer para derretê-lo?


VÍDEO - Em lugares muito frios, no inverno, é comum as estradas e ruas ficarem cobertas de neve. Aqui no Brasil isso ocorre apenas em lugares mais ao sul e em altitudes mais elevadas, como nas serras gauchas e catarinenses. Mesmo assim, nada que se compare ao que acontece em regiões setentrionais da Europa e da América do Norte, que se situam em latitudes muito baixas. Eu sou do sul do Brasil (Tubarão - SC), mas nunca vi neve. No litoral catarinense isso não ocorre.

No vídeo abaixo - um trecho de uma reportagem do Jornal Hoje - a repórter mostra ruas em locais muito frios nos EUA e descreve as dificuldades da população para lidar com as condições adversas, principalmente, quanto ao ato de dirigir automóveis sobre o gelo. Como o atrito dos pneus com o gelo é muito baixo, o carro derrapa e não consegue locomover-se normalmente. Somente os carros com tração nas quatro rodas conseguem “andar” sobre a pista congelada e olhe lá! Para resolver parcialmente o problema, é comum jogar sal sobre o gelo para derretê-lo e, assim, diminuir o atrito com os pneus (sem atrito o carro não “anda”).



A pergunta do Professor Tuba é: por que o sal ajuda a derreter o gelo? Isto é uma questão da Física ou da Química?

Bem! Se perguntarmos numa turma de ensino médio qual a temperatura que a água congela, muitos levantarão o braço respondendo que é 0ºC (a sua temperatura de fusão). A resposta está correta, mas não tão correta assim, caso não se mencione a grandeza pressão. O ponto de fusão da água é 0ºC se a pressão sobre a substância for de 1 atm ou 760 mmHg. Esta é a pressão atmosférica ao nível do mar. Quanto MENOR é a pressão sobre a superfície da água, MENOR é o seu ponto de fusão. Isto significa que numa montanha, onde a pressão atmosférica é menor que ao nível do mar, a temperatura de fusão do gelo é maior que 0ºC. Por isso que é mais fácil o gelo no pico da montanha manter-se por mais tempo sem derreter.

No entanto, se considerarmos apenas o que acontece ao nível do mar, a água congela a 0ºC apenas quando temos água pura, ou seja, sem adição de qualquer substância. Quando adicionamos o sal à água, o que acontece é que a água não congela mais a 0ºC como era esperado, pois a temperatura de fusão muda e agora ela passa a depender da quantidade de sal colocada no sistema. Este efeito na Química é chamado de CRIOSCOPIA. Logo, este assunto do sal no gelo é analisado tanto pela Física quanto pela Química.

Para ter uma idéia, uma solução com 10% de sal, se congela a -6ºC, já se estiver com 20% de sal, sua temperatura de fusão passa a ser -16ºC e assim por diante. Portanto, quando as pessoas adicionam sal ao gelo e o mesmo derrete, o que aconteceu é que a temperatura de fusão da água diminuiu e para que o gelo não derreta é necessário que a temperatura ambiente esteja abaixo da nova temperatura de fusão da solução (água + sal).

No próximo post, veremos como isso pode ajudar na hora de fazer a cerveja ficar geladinha mais rapidamente.

04 janeiro 2010

Não pinte sua casa de preto!

Uma notícia da agência FAPESP me chamou a atenção por tratar de pesquisas que trazem algo que pode parecer óbvio: um estudo analisou as tonalidades de cores aplicadas com mais frequência em fachadas de edifícios no Brasil para verificar as diferenças em absorção de calor proveniente da luz solar. O estudo mostra as cores que ajudam a economizar energia elétrica: obviamente, as mais claras. Porém há superfícies mais claras que acabam absorvendo mais calor do que superfícies um pouco mais escuras.

A pesquisa avaliou 78 diferentes cores e tipos de tintas, entre acrílica fosca, acrílica semibrilho e PVA fosca, extraídas dos catálogos de dois grandes fabricantes brasileiros. As cores que mais absorvem calor são as de tonalidade escura, como o preto, que absorve 98% do calor solar que chega à superfície, cinza-escuro (90%), verde-escuro (79%), azul-escuro (77%), amarelo-escuro (70%), marrom e vermelho escuro (70%).

O trabalho foi desenvolvido como tese de doutorado por Kelen Almeida Dornelles, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

Por absorver grande parte da energia solar, essas cores contribuem para o aumento da temperatura da parede, transmitindo, assim, mais calor para o interior dos ambientes. O resultado é que o consumo de energia elétrica acaba sendo maior, devido ao uso de ar condicionado e de ventiladores. O mesmo vale para telhados, ou seja, telhas de cores claras absorvem menos calor e podem contribuir para o menor consumo energético em dias de sol.

A análise indica que, se as paredes externas fossem pintadas com cores claras, que absorvem pouca radiação solar, o ganho de calor também poderia ser reduzido, minimizando a necessidade de refrigeração artificial. Nesse caso, a cor branca absorve cerca de 20% do calor solar, seguido do amarelo-claro (28%), pérola (28%), marfim (28%), palha (30%), branco gelo (33%) e do azul-claro (35%).

Observe que a cor branco gelo reflete menos luz do que cores como marfim, pérola e palha (tons de amarelo-claro). É preciso ter cautela na hora de escolher as tonalidades, porque a coloração das tintas pode enganar. Em ambientes externos, nem sempre as cores mais claras absorvem menos luz solar, uma vez que mais da metade do espectro da radiação solar está na região do infravermelho, que não é visível a olho nu. Com isso, uma superfície visualmente clara pode concentrar mais calor do que uma superfície um pouco mais escura.

Este e outros estudos mostram que a absorção de calor vai depender da tonalidade e do tipo de tinta. O tipo de acabamento da tinta utilizada também interfere na quantidade de calor absorvida pelas superfícies pintadas com uma mesma cor: as tintas acrílicas com acabamento semibrilho absorvem mais calor solar do que as acrílicas com acabamento fosco.

Texto adaptado do site da agência FAPESP.

Para ler o artigo Influência das tintas imobiliárias sobre o desempenho térmico e energético de edificações, apresentados nos congressos com base nos resultados da tese de doutorado de Kelen de Almeida Dornelles, clique aqui.

Comentário do Tuba

Sabemos que os corpos escuros absorvem uma porção maior da radiação que neles incide, enquanto os corpos claros e lisos refletem a maior parte da radiação incidente (você pode entender radiação neste caso como calor, que é um tipo de radiação). Porém, os corpos que apresentam grande poder de absorção são também bons emissores e vice-versa. Isto significa que uma residência que tenha paredes externas claras permite menor entrada de calor no verão e menor saída de calor no inverno. Logo, as casas com paredes claras sempre serão mais eficientes, ou melhor dizendo, mais ecológicas, do que as de paredes escuras.

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