img-feed img-feed-email

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

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.

Tubosfera

Tuba TwitterTuba Livre MemeTuba Física YoutubeTuba RSSTuba Livre Yahoo RespostasTuba Livre SkoobTuba Física diHITT
ATENÇÃO: Siga ou adicione o Tuba nas seguintes redes sociais e você será seguido ou adicionado: Siga o Tuba no Twitter, Meme, Youtube, Yahoo Respostas, Skoob e/ou diHITT .

Divulgue o Tuba Física

Família Tuba

Tuba Seguidores

Faça parceria com o Tuba! Ponha o link do Tuba Física no seu blog e me avise, seu link será inserido aqui, ajudando a aumentar o tráfego de ambos blogs.

Sites de Física indicados pelo Professor Tuba

FísicanetSeara da CiênciaEu Adoro FísicaA Aventura das PartículasFísica ModernaFísica na VeiaDiscovery BrasilFeira de CiênciasMochoCurso de Física

Campanhas Educativas que o Prof. Tuba apoia

Cidade da LeituraCampanha de Combate à CorrupçãoTodos pela EducaçãoTV: Quem financia a baixaria é contra a cidadania

Tuba Agregadores

Central Blogs
 
▲ TOPO ▲
© 2009 | Tuba Física | Por Professor Tuba | Tuba Livre