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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.

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