Da Física à Química

We´re made of stars

2012-02-11T12:45:00.000Z

Um dia na praia

2012-02-04T12:46:00.000Z

Outro dia na praia:

http://percursosquimicos.blogspot.com/2011/07/na-praia-beira-mar.html

O que são células de combustível?

2012-02-02T21:55:00.000Z

Hiperligações:Da Física à Química: Células de Combustível: Energia com futuro

Reações em cadeia

2012-02-01T23:46:00.000Z

Newton na ISS

2012-01-29T16:11:00.002Z

O skate não muda de direção, muda de....

Escalas no Universo

2012-01-27T18:59:00.001Z

Hiperligações:

Potências de 10

Escalas no Universo

Ter ou não ter cauda, eis a questão!

2012-01-22T15:04:00.000Z

Aquecimento esclarecido

2012-01-18T23:57:00.000Z

Link

Vamos fabricar biodiesel?

2012-01-10T23:28:00.001Z

O submarino de Peniche

2012-01-08T10:36:00.000Z

A produção de energia elétrica requer o consumo de uma outra forma qualquer de energia. O que é a energia? Toda a gente sabe o que é, mas não é fácil de definir. A palavra energia, que ouvimos, encontramos escrita, ou empregamos diariamente só foi utilizada em Física a partir do século XIX. A sua introdução em 1807, deve-se ao físico inglês Thomas Young (1773-1829).

Para os seres vivos, a energia é vital.

Para a ciência, a energia é útil pela ideia da sua conservação (já não há quem a faça...): transforma-se de umas formas noutras, mas permanece constante no Universo.Para a tecnologia, a energia é útil pela capacidade que tem de se transformar permitindo criar equipamentos que funcionem. Para a sociedade é indispensável. Estamos no dia-a-dia dependentes dos muitos equipamentos que, graças à energia, funcionam.

Como se produz a energia elétrica?

Até à época de Michael Faraday (1791-1867) somente a energia química era transformada em energia elétrica, de modo aproveitável, através de pilhas ou de baterias. Mas este processo não é adequado para produzir grandes quantidades de energia elétrica, como as que são necessárias para a iluminação das populações e para alimentar as indústrias.

Na história da eletricidade encontramos o físico e químico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) que realizou uma experiência que o conduziu à descoberta do eletromagnetismo:

A partir da experiência de Oersted, Faraday colocou a seguinte questão : se uma corrente elétrica origina um campo magnético, será que um campo magnético pode originar uma corrente elétrica? Na procura da resposta a esta questão, descobriu o fenómeno da indução eletromagnética. Esta descoberta conduziria à invenção do dínamo, do transformador e abriria o caminho à produção e consumo de corrente elétrica alternada.

Como funciona uma central termoelétrica?

Qual o tamanho da tua pegada ecológica?

Qual o elemento químico mais ´cool´?

2012-01-07T10:19:00.001Z

Quanto vale um ano?

2012-01-03T00:05:00.000Z

http://www.skoool.pt/content/los/physics/year_length/launch.html

Da Física à Química: E quanto vale um segundo?

E um dia?

Feliz Ano Novo!

2011-12-31T23:36:00.001Z

No Ano Internacional da Química

2011-12-31T11:43:00.003Z

Hiperligações:

Emigrar para o Canadá?

2011-12-30T15:13:00.000Z

Na Europa, a escala Celcius é a graduação termométrica mais utilizada, mas Celsius nãoinventou a escala que tem o seu nome, tal como hoje é utilizada. Em 1742, Celsius desenhou a escala, escolhendo, para valor 0, o ponto de ebulição da água e, para100, o ponto de congelamento, isto é, o inverso daescala atual...

A escala Fahrenheit, contrariamente à escala Celsius, não é centígrada. Está dividida em 180 partes entre a temperatura de fusão do gelo que tem, nesta escala, o valor de 32 °F, e atemperatura de ebulição da água,212 °F.

A expressão: T(°F)=180/100*T(°C)+ 32 permite relacionar a temperatura na escala Celcius com a temperatura na escala Fahrenheit.

Qual o valor na escala Celcius que corresponde a 30°F?

Weather Toronto

Hiperligações:

Conversor de unidades de temperatura (Celcius<-->Fahrenheit)

Recordes de temperatura da Terra

Da Física à Química: Termoscópio de Galileu
Escalas de temperatura

Qual é o teu cientista favorito?

2011-12-29T23:10:00.001Z

http://www.favscientist.com/index.html

Navegar pelas nuvens

2011-12-27T15:45:00.001Z

Ponto de vista

2011-12-26T21:16:00.000Z

Portugal e Espanha à noite, vistos da Estação Espacial Internacional

O brilho do Natal

2011-12-25T11:48:00.003Z

Os LEDs não significam apenas diversão. Podem ser encontrados a adornar árvores de Natal, mas estão presentes como indicadores luminosos em computadores, telefones e eletrodomésticos, em outdoors publicitários, nos écrans das televisões, em lâmpadas, em controlos remotos, a brilhar por detrás das luzes verdes, amarelas e vermelhas dos semáforos, ou na iluminação das ruas das localidades...

Os LEDs têm-se tornado comuns por várias razões, que são, entre outras, requererem muito menos energia do que as lâmpadas incandescentes; terem um tempo de vida maior do que todas as outras lâmpadas e emitirem realmente a cor da luz que vemos (ao contrário do que acontece com as lâmpadas incandescentes que implicam a utilização de filtros para se obterem diferentes cores).

LED significa Light Emitting Diode- diodo que emite luz.

Os diodos emissores de luz ou LED, emitem luz por eletroluminescência- aplicada uma diferença de potencial, a emissão de luz ocorre quando os eletrões passam na junção entre os dois tipos (n e p) do material semicondutor de que é feito o diodo.

A luz emitida por um LED é praticamente monocromática. É possível fabricar LEDs que emitem luz de diferentes cores na gama do visível, luz na gama do infravermelho ou luz na gama do ultravioleta alterando a composição química do material semicondutor:

LED vermelho: Fosfeto de arsénio e Gálio (GaAsP);
LED amarelo e verde: Fosfeto de Gálio (GaP);
LED infravermelho: Arsenieto de Gálio (GaAs); arsenieto de gálio e alumínio (AlGaAs)

Da próxima vez que uma árvore brilhar, pense na ciência que torna esta época brilhante!

Para saber mais:

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Contagem decrescente...

2011-12-23T20:15:00.007Z

Como apresentar o resultado das medições?
Da Física à Química: Afinal, 2,30 não é o mesmo que 2,3 ?

A ciência de pegar um monstro

2011-12-22T20:02:00.013Z

Para fazer um "pega-monstro" é necessário, em primeiro lugar, preparar uma solução aquosa de borato de sódio ( o borato de sódio compra-se nas farmácias). Esta solução, a preparar, não poderá ter uma concentração qualquer- deve ser a 4% (m/m), o que significa que estarão presentes 4 g de borato de sódio em 100 g de solução.

Mas se precisarmos apenas de um "pega-monstro" não é necessário preparar 100 g de solução!

Qual será a massa de borato de sódio que é necessário dissolver, a fim de obter 25 g de solução com a concentração 4% (m/m)?

Preparada a solução, eis o procedimento a seguir:

1. Num outro copo, misturar cerca de 25 ml de cola (do tipo "totocola") com 20 ml de água.

2. Acrescentar 3 a 5 gotas de corante alimentar.

3. Adicionar, misturando sempre, um pouco da solução de borato de sódio preparada até se verificar a formação do polímero.

4. Retirar o polímero do copo e passá-lo por água.

5. Secar o polímero com papel.

Nesta reação química, a cola - composta por acetato polivinílico- reage com o borato de sódio formando ligações cruzadas entre as cadeias das moléculas:

...uma questão de química

2011-12-14T23:59:00.018Z

As ligações perigosas, por António Nunes dos Santos

(Ciclo Conferências Ciência, Fundação Calouste Gulbenkian)

Ligações: Tabela de Afinidades de Geoffroy

Bernstein at Harvard:

Qual o metal que sustenta a nossa civilização?

2011-12-12T01:14:00.044Z

Poder-se-à dizer que é o ferro, principal constituinte do aço: moramos em casas com estruturas de aço, levantamo-nos de uma cama com molas de aço, comemos com talheres de aço, descemos num elevador de aço, deslocamo-nos num automóvel, num autocarro, ou num barco de aço, e na viagem, passamos talvez, por uma ponte também ela de aço...

O aço é uma liga constituída por ferro que contém entre 0,03 e 1,4% de carbono (para além de quantidades variadas de outros elementos). Dependendo da composição química e dos tratamentos térmicos a que foi submetido, o aço pode apresentar propriedades mecânicas diferentes e de acordo com a utilização pretendida.

A corrosão do ferro (formação da ferrugem) resulta de uma reação química de oxidação-redução que envolve a formação do ião Fe (II):

Os eletrões fornecidos pelo ferro reduzem o oxigénio atmosférico:

Qual a equação que traduz a reação global?

A reação ocorre em meio ácido; os iões H+ são fornecidos pela reação do dióxido de carbono atmosférico com a água (formação de H2CO3).

Os iões Fe (II) são ainda oxidados pelo oxigénio, de acordo com a equação:

Esta forma hidratada do óxido de ferro (III) é conhecida por ferrugem, sendo a quantidade de água associada ao óxido de ferro variável.

Impedir a formação da ferrugem, é um objetivo que representa, anualmente, custos avultados para a economia dos países.

Uma das formas de proteger o ferro da corrosão é revesti-lo com uma camada de outro metal. Se o ferro for revestido a zinco diz-se galvanizado. O zinco é mais oxidável do que o ferro, e mesmo que uma fissura exponha o ferro, será o zinco que continuará a ser atacado.

Mais sobre:

Equilíbrio de Oxidação-Redução

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2 + 2 = 5

2011-12-03T15:43:00.007Z

O que são problemas de Fermi?

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Marte e os marcianos

2011-11-24T11:51:00.048Z

"Chega-se mais facilmente a Marte do que ao nosso próprio semelhante." José Saramago

Num mundo de 7 "BILIÕES"... qual é o teu número?

"Para Marte!"?

Para saber mais:
Curiosity

NASA Explores the Red Planet

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Juno ao encontro de Júpiter
A correr e a rolar pelos espaços...
O meu Robot Explorador

"Eles vêm aí!"

Geometria das moléculas

2011-11-21T22:27:00.001Z

As moléculas adotam a geometria que minimiza as repulsões inter-eletrónicas.

Click to Run

Para saber mais: Teoria do Enlace de Valência

Modellus

2011-11-20T18:24:00.003Z

http://modellus.fct.unl.pt/

A correr e a rolar pelos espaços...

2011-11-16T23:49:00.005Z

Please install latest Flash Player to run Solar System Scope
http://www.solarsystemscope.com/

Que dia é hoje?

2011-11-07T19:22:00.014Z

Exposição patente ao público no Museu da Ciência da Universidade de Coimbra, até ao dia 2 de Outubro.

Noticiário: Radioterapia que elimina tumor numa só sessão (10/11/2011)

Ramachandran dentro da tua cabeça

2011-11-06T21:19:00.016Z

A natureza da natureza

2011-11-06T11:38:00.011Z

The Periodic Table Printmaking Project

Poema da minha natureza

Crescem as flores no seu dever biológico,
e as cores que patenteiam, por sua natureza,
só podem ser aquelas, e não outras.
Vermelhas, amarelas, cor de fogo,
lilazes, carmezins, azuis, violetas,
assim, e só assim,
tudo conforme a sua natureza.
Ásperas são as folhas, macias, recortadas
ou não, tudo conforme;
e o aprumo como tal,
ou rasteiras, ou leves, ou pesadas,
tudo no seu dever,
por sua natureza.

É como os animais.
Em cada qual, por sua natureza,
todo o dever se cumpre.
Comem, dejectam, dormem,
fazem amor nas horas competentes,
lutam, caçam, agridem,
rosnam à Lua, trinam, assobiam,
escondem-se, espreitam, fogem, amarinham,
dançam, mudam de pele, agacham-se, disfarçam-se,
tudo conforme a sua natureza.

Assim eu penso, e amo, e sofro, e vou andando.
Tudo conforme a minha natureza.

António Gedeão

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Como funciona uma guitarra elétrica?

2011-11-01T23:25:00.024Z

Em 1831, Faraday descobriu o fenómeno da indução eletromagnética: uma corrente elétrica induzida pode ser obtida por um movimento relativo entre um condutor e a fonte de um campo magnético, ou por uma variação, com o tempo, de um campo magnético nas vizinhanças de um condutor, sem qualquer movimento relativo (Laboratório Interativo de Faraday).

Numa guitarra acústica, o som produzido através da vibração das cordas, é amplificado pela caixa de ressonância (corpo da guitarra). Numa guitarra eléctrica, existem "captadores magnéticos", que transformam a vibração das cordas em sinais elétricos.

Um "captador magnético" consiste num ou vários pick up colocados por baixo das cordas, que para além da parte visível, têm associada uma bobine num campo magnético permanente. Quando a(s) corda(s) vibra(m), fazem variar o fluxo do campo magnético no circuito, desenvolvendo-se neste uma corrente induzida. O sinal elétrico que chega ao amplificador é transformado em sinal sonoro pelos altifalantes e assim, a guitarra elétrica não necessita de ter caixa de ressonância, podendo o seu corpo ter o formato que o construtor quiser.

Para além dos pick up, o circuito básico de uma guitarra elétrica tem duas resistências variáveis (dois "botões") que permitem ajustar o tom e o volume.

A primeira guitarra elétrica, designada Vivi-tone, foi inventada em 1933, mas só a partir de 1950 é que esse tipo de guitarra começou a ser amplamente usado.

Desde então, guitarras como a Gibson Les Paul, ou Fender Stratocaster tornaram-se êxitos de venda, produzindo cada uma um som muito característico.

Para saber mais:
http://www.physics.udel.edu/~bcwalker/phys208/lab7.pdf

O Mundo do Meio e outras realidades

2011-10-17T23:50:00.002+01:00

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PRÉMIOS NOBEL DA QUÍMICA E DA FÍSICA 2011

2011-10-05T20:12:00.004+01:00

De Rerum Natura: PRÉMIO NOBEL DA QUÍMICA PARA UM FÍSICO

De Rerum Natura: NOBEL PARA A EXPANSÃO ACELERADA DO UNIVERSO

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Ideias para perder peso

2011-09-29T00:37:00.020+01:00

Ter peso é ser atraído por uma massa maior. Dois corpos só pelo facto de terem massa, atraem-se- essa força de atração, que exercem um sobre o outro, é diretamente proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa -Lei da Gravitação Universal de Newton.

Na Lua pesamos efectivamente menos do que na Terra, mas não precisamos de mudar de planeta para ter essa sensação. Se Adão, que tem a massa de 75 kg , entrar num elevador, de acordo com a lei das interações recíprocas (3ª lei de Newton do movimento), a força exercida por Adão sobre o solo do elevador- o seu peso (Fg) é contrariado pela força exercida pelo solo do elevador sobre Adão (reação normal, Rn). Assim, temos duas forças aplicadas em Adão:

Como estas forças têm a mesma intensidade (7,4 x 10^2 N) e direção, mas sentidos opostos, a sua soma é igual a zero.

Se o elevador começar a descer com uma aceleração de 2,0 m/s^2 , essa será também a aceleração de Adão e a intensidade da força resultante (Fres) será dada por: Fres= ma (lei fundamental da dinâmica, 2ª lei de Newton do movimento).

Considerando positivas as forças com o sentido para cima tem-se:

- Fres= -Fg+ Rn <=> Rn=Fg-Fres <=> Rn= mg-ma= 7,4 x10^2 -75x2,0= 5,9 x10^2 N,

pelo que Adão sentirá que exerce no chão do elevador uma menor força do que quando o elevador está em repouso, e até parece que pesa menos...

Porque é que temos a mesma sensação, que Adão teve, durante o movimento acelerado na descida, quando subimos no elevador, imediatamente antes deste parar?

Tópicos e-escola :
Peso, aceleração da gravidade e forças de reação

Onde é mais provável encontrar um electrão?

2011-09-23T21:54:00.005+01:00

Legendado por Carlos Portela

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Painéis solares fotovoltaicos?

2011-09-21T20:56:00.047+01:00

O silício é o segundo elemento mais abundante (depois do oxigénio) na crusta terrestre.

As suas aplicações vão desde utilizações maciças tais como em ligas, betões e cerâmicas, até à produção de polímeros de silicone, vernizes, vidros, fibras óticas... mas é através da tecnologia dos semicondutores, que se sente o maior impacto do silício na nossa sociedade. No seu uso como componentes essenciais de praticamente todo o equipamento eletrónico, desde as televisões aos computadores e também na produção de células fotovoltaicas que podem converter energia solar em eletricidade.

Semicondutores são elementos que podem conduzir eletricidade a elevadas temperaturas ou quando combinados com pequenas quantidades de outros elementos (processo este a que se chama dopagem).

Consideremos o que acontece quando se adiciona uma pequena quantidade de boro ou fósforo a silício.

A estrutura do silício sólido é semelhante à do diamante; cada átomo de silício está covalentemente ligado a quatro outros átomos Si. O fósforo (P) tem mais um eletrão de valência do que o silício, pelo que sobra um eletrão de valência depois de os outros quatro terem sido usados para formar as ligações com o silício. Esse eletrão poderá ser arrancado ao átomo de fósforo, se incidir sobre o átomo um fotão com energia suficiente. O eletrão mover-se-à através da estrutura, comportando-se como um eletrão de condução já que, por outro lado, o boro tem apenas 3 eletrões de valência, isto é, por cada átomo de boro num cristal de silício existe uma vaga numa orbital ligante. As impurezas dadoras, são as que fornecem os eletrões de condução, e os semicondutores que contêm estas impurezas são chamados condutores do tipo n em que n quer dizer negativa (a carga do electrão adicional). As impurezas que são deficientes em eletrões dizem-se impurezas aceitantes - os semicondutores que contêm essas impurezas são chamados condutores do tipo p, em que p significa positiva.

A radiação que nos chega do Sol tem uma intensidade, ao nível da órbita da Terra, de 1367 W m^–2. No entanto, à superfície da Terra, temos a noite, atmosfera, nuvens e raios solares que vão variando a sua inclinação ao longo do dia, situação diferente de região para região.

Portugal situa-se numa posição previligiada: é o país da Europa continental com maior intensidade média de radiação solar – 1500 kW h m^–2 ano^–1. Tomando este valor e uma eficiência de conversão de 15%, obtém-se uma área necessária de cerca de 200 km^2 – aproximadamente 20 m^2 por pessoa.

Suponha que a energia solar total incidente no solo durante um ano, na localidade onde vive, é 1,10×10^10 J m^-2.
Calcule a área de painéis fotovoltaicos necessária para um gasto diário médio de electricidade de 21,0 kWh, se instalar na sua casa painéis com um rendimento de 25%.

A geração de células fotovoltaicas de Grätzel, tem um menor custo de produção mas a sua eficiência é ainda inferior à das células fotovoltaicas de silício.

Faça você mesmo: http://www.cienciaviva.pt/docs/celulafotovoltaica.pdf

Fontes: Exames Física Química A- GAVE
Química, Raymond Chang (5ª edição), McGrawHill

Para saber mais:
http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2002/solarcells/

http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=50559&op=all

Grandezas e limites

2011-09-04T21:21:00.024+01:00

21 Teste a sua rapidez
Que indicação nos dá o velocímetro de um automóvel:
rapidez ou velocidade?

Porque é que a galinha atravessou a estrada?

2011-09-02T19:22:00.056+01:00

(Eis a resposta ao mistério, colocada na perspectiva de alguns famosos:)

Darwin : Foi o passo lógico, após ter descido das árvores.

Einstein: Se foi a galinha que atravessou a estrada ou se foi a estrada que se movimentou relativamente à galinha, depende do referencial.

Le Châtelier: A galinha atravessou a estrada porque havia um número de mol excessivo de galinhas no lado dos reagentes do equilíbrio- estrada.

Henry Louis Le Châtelier (1850-1936) foi um químico francês que se notabilizou pelos seus estudos em Química Inorgânica.

Após ter estudado um grande número de sistemas em equilibrio, fez uma simples generalização que permite prever qual o sentido do deslocamento de um equilíbrio, quando sujeito a uma perturbação. Essa generalização ficou conhecida como o Princípio de Le Châtelier.

Muitas reacções químicas tendem para o esgotamento dos reagentes mas pode dar-se o caso de os reagentes não se converterem totalmente em produtos. Nestas circunstâncias, as concentrações dos reagentes diminuem à medida que a reacção progride, até que, decorrido um certo tempo, atingem um valor que daí em diante se considera constante. Diz-se que o sistema atingiu o equilíbrio - um estado de equilíbrio dinâmico- e a reacção diz-se incompleta ou reversível.

Por exemplo, misturando azoto (N2) e hidrogénio (H2), em determinadas condições, forma-se amoníaco (NH3). No entanto, o amoníaco pode decompôr-se, a temperaturas elevadas, para produzir azoto e hidrogénio.

A equação correspondente pode ser escrita da seguinte forma:

em que a dupla seta representa o carácter dinâmico do equilíbrio.

De acordo com o Princípio de Le Châtelier-

" Quando um sistema em equilíbrio é sujeito a uma perturbação (tal como a alteração de temperatura, pressão ou concentração) o equilíbrio desloca-se no sentido que contraria essa alteração, até se estabelecer um novo estado de equilíbrio."-

- Se se aumentar a concentração de um reagente de um sistema em equilíbrio, este reage no sentido que contraria esse aumento, ou seja, no sentido em que se consome esse reagente.

- Aumentando a temperatura de um sistema em equilíbrio, este reage de modo a contrariar esta alteração, isto é, no sentido em que há absorção de calor. A reacção endotérmica é então favorecida até que novo equilíbrio seja atingido.

- Aumentando a pressão de um sistema gasoso, em equilíbrio, este evolui no sentido em que diminui a pressão, isto é, no sentido que se forma menor número de moles no estado gasoso.

A alimentação da população mundial, em crescimento exponencial, a necessitar de quantidades de fertilizantes em grande escala e de baixo custo - muitos deles obtidos a partir do amoníaco- fez da produção industrial de amoníaco uma preocupação para cientistas e engenheiros. Os resultados dos trabalhos nesta área foram de tal modo importantes que conduziram aos Prémios Nobel da Química : Haber em 1918 e Bosch em 1931.

Utilize o programa Le Chat para prever quais as condições de pressão e de temperatura (altas ou baixas) que conduzem a um maior rendimento na obtenção de amoníaco:

Simulações em Equilíbrio Químico

Sabendo que o maior ritmo da respiração das galinhas torna as cascas dos ovos mais finas, interprete este facto em termos dos equilíbrios químicos seguintes:

Referências: J. Chem. Education,78,191 (2001)

Para saber mais: Hipertextos em Equilíbrio Químico

CIENTISTAS DE PÉ: SALVAR O MUNDO OU RIR A TENTAR

2011-08-25T14:15:00.005+01:00

De Rerum Natura: CIENTISTAS DE PÉ: SALVAR O MUNDO OU RIR A TENTAR

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Para ver mais de perto

2011-08-24T12:40:00.152+01:00

No filme, ouvimos falar em "moléculas de alumínio", mas nem toda a matéria presente no Universo é constituída por moléculas- os metais, tratando-se de átomos de um único elemento organizados de forma contínua, constituem exemplos simples de estruturas cristalinas -estruturas ordenadas constituídas pela repetição da unidade estrutural- átomos, no caso dos cristais metálicos- sendo que metais diferentes possam apresentar diferentes tipos de empacotamento regular- retículo cristalino.

Estrutura cristalina do alumínio:
Estrutura Cúbica de Faces Centradas

As outras substâncias que são sólidos cristalinos não-metálicos, dividem-se em três categorias: cristais moleculares, se as suas unidades estruturais são moléculas como acontece com a água sólida,

Estrutura cristalina do gelo- sólido cristalino molecular

cristais covalentes, de que é exemplo o diamante, C(s), se as unidades estruturais são simplesmente átomos ligados covalentemente uns aos outros de forma contínua ou cristais iónicos como acontece com o cloreto de sódio, com iões Na+ e Cl– organizados alternada e regularmente no espaço.

É extraordinária a forma, geométrica, que a natureza dos sólidos cristalinos dá a conhecer da sua "arrumação" (na sua maioria a partir de estruturas cúbicas). Não se pense, no entanto, que há cristais perfeitos...

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2011-08-22T21:13:00.011+01:00

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Ou um carro a ar?

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Como obter hidrogénio e oxigénio a partir da água?

2011-08-22T15:09:00.019+01:00

"Suponham que pego nos pólos da bateria -os seus terminais metálicos - e verifico o que acontece com a água nesta experiência; tenho pequenas campânulas furadas que posso colocar sobre cada um dos pólos, de tal forma que todos os gases que se libertarem em cada um dos extremos da bateria serão aprisionados separadamente; já sabemos que neste caso a água não se vaporiza, mas se transforma em gás. Os cabos da bateria estão agora correctamente ligados e vocês vêem as bolhas a libertar-se; vamos recolhê-las e identificar esse gás. Tenho aqui um tubo de vidro (O), vou enchê-lo de água e colocá-lo num dos pólos (A) da pilha, e colocar outro tubo (H) na outra extremidade (B). Temos agora uma montagem dupla, com dois locais de libertação de gás. Ambos os recipientes ficarão cheios de gás.(...) verificarão que o tubo (H) contém o dobro de gás que o tubo (O).

Ambos os gases são incolores e não sofrem qualquer condensação, são semelhantes em quase tudo- quero dizer, aparentemente- e poderemos agora observar estas duas substâncias e verificar de que substâncias se trata. Obtivémos um grande volume, por isso podemos testá-las. Vou primeiro recolher este tubo (H) e pedir-vos que se preparem para conhecer o hidrogénio.

Recordem todas as suas propriedades: um gás muito leve, que se mantém num vaso invertido, ardendo com uma chama pálida na boca do frasco, e vejam se este gás está de acordo com essas características. Se se tratar de hidrogénio, ficará aqui no tubo mesmo que eu o inverta.[inicia a combustão do hidrogénio por meio de um pavio.] E o que é que temos no outro recipiente? Sabem que estes dois gases, quando em contacto, formam uma mistura explosiva. Mas o que poderá ser, sabendo nós que que é o outro constituinte da água e que deve ser a substância que permite a combustão do hidrogénio? Sabemos que a água que pusémos no recipiente é constituída por duas substâncias. Sabemos que uma delas é o hidrogénio: o que será a outra, que estava na água e que agora temos aqui isolada? Vou agora colocar este pavio incandescente no gás. O gás não arde mas faz arder o pedaço de madeira.[O conferencista provoca a ignição do pavio e coloca-o dentro do recipiente do gás.] Vejam como o gás transmite vigor à combustão do pavio, como ele arde muito mais vivamente do que faria no ar; e agora verifiquem vocês mesmos o que esta substância contida na água que, quando a água é formada por combustão da vela, esta teve que retirar do ar. Como havemos de lhe chamar: A, B ou C? Vamos designá-la por O- chamemos-lhe "oxigénio"-, parece-me um nome original e sonante. Então temos aqui oxigénio, que estava presente na água e que agora aqui se separou dela."

in História Química de uma Vela, curso de seis lições; Michael Faraday

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Como chegar mais depressa ?

2011-08-17T23:34:00.009+01:00

Imagem retirada do livro: "Física Divertida" de Carlos Fiolhais

O francês Pierre Fermat propôs, no século XVII, a ideia de que a luz caminha em linha recta a fim de demorar o tempo mínimo a ir de um sítio para outro. A velocidade da luz na água é menor do que a velocidade da luz no ar. Por isso, a luz, muda de direcção no sítio certo, é o fenómeno da refracção- como o nadador-salvador , que sabe que corre mais depressa do que nada, e assim chegará no tempo mínimo, ainda que não pelo caminho mais curto...

(Clicar para obter uma imagem animada)

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Do Ar à Água: A Revolução Química

2011-08-15T18:31:00.027+01:00

Cavendish e Lavoisier

" A Química é uma ciência francesa."

A. Wurtz

Em fins do século XVIII, acreditava-se, entre outras coisas -estranhas- que o aumento de peso sofrido por um metal durante a sua calcinação era devido ao facto de um "elemento", o "flogisto", leve, ter abandonado o metal, e que por essa razão, ficaria mais pesado.

Estas teorias que deviam a sua influência aos filósofos da Antiguidade, teriam podido prolongar-se indefinidamente- tanto é verdade, desde Montaigne, que "o hábito lhes rouba a estranheza"- mas a revolução da Química tinha começado.. Lavoisier pressentia já que o ar não era um corpo simples e precisou-o nestes termos:

" Viu-se que uma porção do ar atmosférico é susceptível de se combinar com as substâncias metálicas para formar cales, enquanto outra porção deste mesmo ar se recusa constantemente a essa combinação."

O alcance das experiências de Lavoisier não parou na simples descoberta de um gás desconhecido; foi até demolir o sistema do flogístico. Demonstrou-se que o aumento de peso nos metais calcinados não resultava senão da fixação de uma quantidade determinada de oxigénio, sem nenhuma intervenção de um flogisto ilusório. E também que este oxigénio era parte do ar que permitia a combustão e a respiracão, fenómenos que não se podiam produzir ou perpetuar numa atmosfera que apenas fosse constituída por azoto, "ar morto".

Entretanto, Lavoisier apercebia-se ainda que, quando os metais eram regenerados por aquecimento das suas celes (óxidos) com carvão, formava-se um "ar fixo", já estudado pelo escocês Black, e que chamamos hoje dióxido de carbono. A fixação do oxigénio pelo carbono constituía um mecanismo misterioso. A combustão do carvão no oxigénio também produzia dióxido de carbono, mas a formação das cinzas dava lugar a um série de divagações sobre um pretenso esqueleto mineral...

Lavoisier fez então uma experiência radical: fez arder um diamante que rapidamente desapareceu em fumo... (com grande espanto da assistência). Esta experiência, cara, serviu para demonstrar rapidamente que esta combustão só podia realizar-se na presença de ar ou de oxigénio ("ar vital") e que o resultado dela era dióxido de carbono, donde se concluía que o diamante era carbono puro e que o resíduo observado outrora era constituído simplesmente pelas impurezas do carvão.

Um defensor da teoria do flogístico, Priestley, tinha notado que quando se fazia arder por meio de uma faísca o "ar inflamável" (hidrogénio) com o ar comum, formava-se uma pequena quantidade de orvalho nas paredes do vidro. Por seu lado, Cavendish, que isolou e estudou profundamente o hidrogénio chamado-lhe "ar inflamável", repetiu a experiência de Priestley descobrindo que o condensado era água. Explicou, no entanto os resultados em termos da teoria do flogístico, e assumiu que a água estava presente nos dois tipos de ar antes da ignição.

Em junho de 1783, Lavoisier fez arder uma mistura gasosa constituída por dois volumes de "ar inflamável" para um volume de "ar vital" e obteve uma quantidade de água tal que já não pôde considerar como uma impureza ocasional dos gases submetidos à experiência.

Construiu uma aparelhagem que lhe permitia fazer arder em proporções convenientes uma mistura de hidrogénio e oxigénio, recolhendo a quantidade de água que se formava.

Sheila Terry/Science Photo Library

Aparelhagem de Lavoisier para produzir água. Em cima, à esquerda e à direita, os dois reservatórios de oxigénio e de hidrogénio, em baixo, à direita o gerador de electricidade estática que produz a faísca que dá início à reacção química.

Lavoisier pôde assim afirmar, formalmente, que a água não era um "elemento puro" em que se acreditava desde a Antiguidade, mas antes o resultado da combinação do hidrogénio com oxigénio.
2H2 (g)+ O2 (g)----> 2H2O(g)

O incêndio do "Hindenburg" (1937) -Reacção do hidrogénio com o oxigénio do ar, em grande escala

A experiência da vela que se segue reproduz uma das realizadas por Lavoisier, que serviu para demonstrar como o oxigénio é essencial às combustões:

(clicar na imagem para realizar a experiência)

Porque sobe a água no copo?

Fontes:

"A Aventura da Química- Da Pedra Filosofal ao Átomo", René Marcard; Livros do Brasil

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Naturalmente melhores

2011-08-11T16:07:00.055+01:00

"Chemistry lesson for Gecko", Kirill

As osgas não precisam de cafeína para ficarem acordadas à noite, para passearem pelo tecto como quem anda pelo chão, nem para percorrerem, num segundo, em 30 passos de corrida vertical, a distância que corresponde a 15 vezes o seu comprimento.

Esta forma versátil e efectiva de aderir às superfícies, já surpreendia Aristóteles no século IV a.C. e o seu mecanismo tem sido alvo de investigação científica há mais de um século.

Sabe-se hoje que as osgas o fazem -naturalmente- por nanotecnologia. Têm patas cobertas por pêlos microscópicos (cerca de 5000 por milímetro quadrado, o que dá cerca de meio milhão em cada pata), chamados setas, que por sua vez são cobertos por centenas de outros pêlos, chamados espátulas.

Os cientistas chegaram à conclusão de que as setas/espátulas estabelecem com as superfícies interacções de van der Waals.

As interacções de van der Waals acontecem porque os átomos e as moléculas formam dipolos eléctricos. Por vezes esses dipolos formam-se por períodos muito breves, e as forças atractivas que daí resultam, também chamadas forças de London- são de fraca intensidade. No entanto, se se formar um grande número de dipolos, o resultado será o de uma interacção forte.

(clique para iniciar a simulação)

Cientistas e engenheiros projectam formas de fabricar "setas" sintéticas, sabendo que existem inúmeras aplicações para este tipo de adesivo, incluindo na medicina e na exploração espacial.

Projectam-se robôs que possam subir paredes ou andar no tecto, mimetizando as osgas.

Apesar de tudo, se não gostamos (mesmo) de osgas, não precisamos de as matar. Basta humedecer as superficies, onde é costume encontrá-las; nelas, as osgas perdem a aderência e naturalmente, optam por aderir à vida noutro local.

As moléculas da água são polares, isto é, têm um dipolo permanente,

e estabelecem por isso, entre si, não só interacções do tipo dipolo instântâneo-dipolo induzido, mas também outras interacções intermoleculares (de van der Waals), mais fortes, onde estão presentes as chamadas forças de Keesom.

Interacções entre dipolos permanentes
(clique para obter uma imagem animada)

Além de interacções de van der Waals, outras interacções intermoleculares se estabelecem entre as moléculas da água, de maior intensidade do que aquelas e que lhe conferem alguns dos seus conhecidos comportamentos "anómalos"... São as pontes de Hidrogénio.

E quanto às osgas?

Fontes:

[1] Evidence for van der Waals adhesion in gecko setae , http://www.pnas.org/content/99/19/12252

[2] Mimicking Gecko Feet: Dry Adhesive Based on Carbon Nanotubes Gets Stronger, with Directional Gripping Ability, http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/gecko-feet.htm
[3] Aristotle, Historia Animalium, trans. Thompson, D. A. W. (1918) (Clarendon, Oxford), http://classics.mit.edu/Aristotle/history_anim.html
[4] Gecko’s Folklore in Portuguese Oral Tradition,
http://www.museudaciencia.org/gfx//bd/110106162217_Gecko__s_Folklore_in_Portuguese_Oral_Tradition.pdf

Porque sopramos a sopa?

2011-08-07T22:24:00.023+01:00

Analisemos o que se passa na interface água-ar.

Acima da superfície da sopa está o ar, uma mistura gasosa contendo vapor de água.

O que está a acontecer : vaporização, evaporação ou ebulição?

A vaporização corresponde à formação de vapor a partir do estado líquido. Pode realizar-se quer por ebulição, quer por evaporação.

A ebulição corresponde à formação de bolhas de gás no interior do líquido a uma temperatura bem determinada, característica de cada substância, para uma certa pressão.

A evaporação tem lugar únicamente à superfície do líquido e acontece a qualquer temperatura inferior à temperatura de ebulição.

As moléculas da água estão sempre a movimentar-se. De tempos a tempos, acontece que uma delas, à superfície, é atingida com mais força do que o habitual e escapa-se para o exterior.

Assim, molécula a molécula, a água "desaparece" - evapora.

Mas se taparmos o recipiente, após algum tempo encontraremos um grande número de moléculas de água entre as moléculas do ar.

De tempos a tempos, uma destas moléculas no vapor de água movimenta-se de regresso à fase líquida e lá fica retida novamente.

(clique para obter uma imagem animada)

Temos um equilíbrio dinâmico, num copo de água abandonado com tampa. Não vemos nenhuma mudança porque o número de moléculas que escapa é igual ao número de moléculas que retorna. Se retirarmos a tampa do copo e soprarmos o vapor de água para fora substituindo-o por ar fresco, o número de moléculas que regressam é enormemente reduzido porque há um número de moléculas de água muito menor na fase de vapor. Sendo em maior número as que escapam do que as que regressam, a água evapora.

E porque é que a sopa arrefece?

Quando uma molécula sai, isso deve-se a uma acumulação adicional, acidental de um pouco mais de energia do que o usual, energia que foi a necessária para escapar às forças atractivas das suas vizinhas. As moléculas que ficam têm uma movimentação média menor da que tinham antes, pelo que o líquido vai diminuindo a sua temperatura à medida que evapora.

Resumindo: se ventilarmos a água de modo a manter uma preponderância contínua no número de moléculas que escapam, a água arrefece- isto é: se quisermos arrefecer a sopa, o melhor é ligar o ventilador!

E se retirássemos o ar à superfície da sopa, o que aconteceria?

À pressão armosférica normal ( 1 atm=760 mm Hg) a temperatura de ebulição da água é de 100 ºC. Retirando ar, à superfície da água, diminuímos a pressão e podemos ter água em ebulição à temperatura ambiente.

A temperatura de ebulição de uma substância é a temperatura à qual a pressão de vapor se torna igual à pressão atmosférica.

(ver tabela de temperatura de ebulição da água em função da pressão aqui).

Da mesma forma, a pressão atmosférica diminui com a altitude, fazendo diminuir a temperatura de ebulição da água, o que pode tornar difícil cozinhar os legumes para uma sopa...

Juno ao encontro de Júpiter

2011-08-01T15:44:00.015+01:00

Porque é que o céu é azul?

2011-07-31T02:06:00.003+01:00

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O problema da Água

2011-07-29T19:39:00.007+01:00

(clique para ampliar as imagens)

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À procura de soluções: beber água do mar?

2011-07-28T22:12:00.140+01:00

Ó mar salgado,
Quanto do teu sal são lágrimas
de Portugal

in Mar Portuguez /Mensagem

Fernando Pessoa

A água do mar, cobre mais de 70% da superfície terrestre, e é, na sua quase totalidade, 97 %, salgada. Nela se têm dissolvido ao longo de milhares de milhões de anos, várias substâncias resultado das interacções das suas moléculas ou iões, com as moléculas da água, H2O.

Em cada quilograma de água do mar estão dissolvidos, em média, cerca de 35 g de sais, que lhe conferem a salinidade, e dos quais o maioritário é o cloreto de sódio, NaCl.

Os sais são compostos iónicos que em solução aquosa se dissociam nos seus iões.

Se bebêssemos água do mar (salgada), a elevada concentração desses iões na corrente sanguínea causaria graves problemas- ao contrário do que sucede com as aves marinhas, como as gaivotas, que bebem água do mar, conseguindo manter o equilíbrio osmótico sem acesso a água doce.
Ao ingerirem água salgada, o conteúdo do tubo digestivo fica hipertónico em relação ao meio interno. Para compensar há um movimento de água do meio interno para o tubo digestivo, enquanto os sais são absorvidos para o plasma sanguíneo. Em resposta a esta absorção de sais, a água volta a entrar para o plasma.
O aumento de volume do plasma e o aumento da concentração de sais estimulam a glândula do sal, que produz uma secreção muito concentrada, permitindo repor os valores normais.

E como podemos nós dessalinizar a água do mar?

O processo mais simples consiste em submeter a água do mar a evaporação (processo que faz parte do ciclo da água) ficando como depósito "o sal " (de cozinha)- mistura de cloreto de sódio com outros sais em quantidades menores.

Industrialmente, os processos mais usados na dessalinização para obtenção de água potável são os processos térmicos (onde está incluída a destilação) e por membrana (onde está incluída a osmose inversa).

Quando uma solução, como a água do mar e o seu solvente (a água) estão separados por uma membrana semi-permeável (MSP) -permeável ao solvente (neste caso água) e não permeável ao soluto, as moléculas do solvente difundem nos dois sentidos através dessa membrana, mas em maior abundância do solvente para a solução.

No caso de duas soluções que apenas difiram na concentração, o fluxo do solvente é da solução mais diluída, para a mais concentrada. A este processo chama-se osmose. Tudo se passa como se o solvente da solução mais diluída exercesse sobre a membrana uma pressão superior à da outra solução: a diferença designa-se por pressão osmótica.

A pressão osmótica de uma solução, define-se então como a pressão que é necessário exercer para impedir o fluxo de água pura para a solução quando estas estão separadas por uma membrana impermeável ao soluto.

A passagem de moléculas de solvente através da membrana em sentido inverso -osmose inversa- ocorre pela aplicação de uma pressão adicional sobre a superfície da solução.

A pressão osmótica exercida por um soluto é proporcional à concentração do soluto, em número de moléculas ou iões e pode ser calculada pela equação de van´t Hoff (1º Prémio Nobel da Química em 1901).

A pressão osmótica da água do mar é cerca de 25 atm. Isto significa que a aplicação de uma pressão superior sobre a água do mar, contra uma membrana só permeável a moléculas H2O, permite obter água doce.

Em Portugal existe uma central de dessalinização em Porto Santo, que usa o processo de osmose inversa.

O principal problema das tecnologias usadas para dessalinizar a água, é o consumo de energia. No processo de osmose inversa, o problema advém da pressão elevada que é necessário aplicar, e no processo de destilação advém, não tanto da energia necessária para aquecer a água até à sua temperatura de ebulição, mas sim da energia que é necessária para a vaporizar quando já está, ainda líquida, à temperatura de ebulição... (Porquê?) Desta forma, têm vindo a ser desenvolvidas tecnologias de dessalinização associadas à utilização de energias renováveis.

E os iões (presentes nos sais) não nos fazem falta?

Fazem. Em excesso é que não. O ião sódio, por exemplo, é essencial na regulação da pressão osmótica dentro das células.

A água, para se considerar potável, isto é, com a qualidade necessária para consumo humano tem que obedecer a requisitos, não só de natureza físico-química, mas também organoléptica e microbiológica, definidos pelo Decreto-Lei nº 243/2001, de 5 de Setembro.

Que análises se fazem à água que bebemos?

Qual a água que devemos beber?

E para finalizar, coloca-se outra [QUESTÃO].

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Fontes:
[1]http://www.angra.uac.pt/MPA/MPA/P%C3%A1ginas%20do%20Mestrado/Mestrado/Fisiologia/Pires/Eqil%C3%ADbrio%20h%C3%ADdrico%20e%20elect..pdf

[2] http://www.spq.pt/boletim/docs/boletimSPQ_101_056_24.pdf
[3] http://www.ineti.pt/projectos/descricao_projecto.aspx?tab=pag20409&id=20408&t

De regresso

2011-07-23T11:53:00.004+01:00

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Para espelhar o céu

2011-07-19T22:19:00.008+01:00

Espelho secundário do Telescópio Webb-
espelho de berílio com moldura de ouro

Para saber mais sobre Instrumentos Ópticos aqui.

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EUREKA !

2011-07-16T14:25:00.003+01:00

Em 24 EPISÓDIOS.

Abalos sísmicos

2011-07-13T18:24:00.016+01:00

Últimos sismos, em todo o mundo aqui.

Um sismo é uma libertação súbita de energia, acumulada na crosta terrestre, que se manifesta pela propagação de ondas sísmicas provocando movimentos vibratórios no solo.

Como se mede a sua intensidade e magnitude?
O que se mede pela escala de Richter? E pela escala de Mercalli?

Sismo de 8,9 na escala de Richter no Japão em 11/03/2011: notícia.

Como funciona um sismógrafo?

Outras notícias: Risco imprevisto de um mega-sismo

Há festa na Aldeia !

2011-07-11T20:01:00.003+01:00

Bytesize Science Presents: The Chemistry of Fireworks from ACS Pressroom on Vimeo.

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Como fazer um churrasco?

2011-07-09T14:45:00.017+01:00

Em primeiro lugar, parece uma boa ideia colocar a carne muito gorda em água fervente, antes de a grelhar, a fim que remover grande parte da gordura, diminuindo a possibilidade de formação de chama e de queima de carne- com eventual formação de produtos carcinogénicos...

O sabor, e o apetitoso aspecto da carne grelhada (não queimada), são devidos a um processo químico: a reacção de Maillard. Enquanto a carne fica "tostada", as proteínas da carne combinam-se com os açúcares presentes. Desta combinação resultam aromas, sabores, e a mudança na cor da carne que se torna acastanhada. Esta reacção ocorre, de forma imediata, entre os valores de temperatura de 150ºC e 260ºC.

Louis-Camille Maillard (1878 – 1936), fez a descoberta do que se viria a chamar a reacção de Maillard, quando tentava descobrir como é que os aminoácidos se juntam para formar as proteínas. Descobriu que, quando aquecia, conjuntamente, açúcares e aminoácidos, formava-se, lentamente, uma mistura acastanhada.

Alanina, um aminoácido

Glicose, um açúcar

Hoje é conhecido, o papel da reacção de Maillard na formação de sabores e aromas, por exemplo, dos cerca de 600 compostos identificados no aroma da carne de vaca grelhada.

Quais as vantagens em colocar a carne a marinar, antes de a grelhar?
E em colocá-la em água com sal?

Para saber mais: http://www.exploratorium.edu/cooking/meat/INT-what-makes-flavor.html

Outras receitas: http://www.cookingforengineers.com/

Prepare-se para o lançamento!

2011-07-05T18:35:00.076+01:00

Tudo sobre a missão NASA TV

Último lançamento do veículo espacial Atlantis, 8 de Julho de 2011

Durante o lançamento de um veículo espacial, o par de forças acção-reacção (Terceira Lei de Newton do Movimento) é constituído por: a força que o veículo exerce nos gases de escape e força que os gases de escape exercem no veículo. O fenómeno de recuo, resultante da ejecção de gases a velocidades elevadas, tem interesse para conseguir uma propulsão - propulsão por reacção.

Para onde vamos?

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Ultima actualização: 9 de Julho de 2011

Substâncias

2011-07-05T18:08:00.002+01:00

Do Space Shuttle às nossas casas

2011-06-28T00:30:00.051+01:00

A elevada temperatura originada pela fricção entre o Space Shuttle e a atmosfera, durante a reentrada, tem sido, durante os anos que durou o programa que agora finda, um problema difícil de resolver.

Os materiais usados para o isolamento térmico, podem ser manuseados sem qualquer protecção mesmo a temperaturas da ordem de 1000ºC. São por isso péssimos condutores térmicos.

Fontes:
http://www.euso-mission.org/Wall_Insulation_on_space_shuttles.html
http://www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/main/index.html

Para saber mais sobre o fundamental problema da reentrada:http://www.bbc.co.uk/dna/h2g2/A6381038

A Lei da Inércia à mesa

2011-06-26T14:49:00.005+01:00

Leis de Newton do Movimento

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Se cá nevasse, fazia-se cá ski

2011-06-26T11:40:00.020+01:00

Quando não temos neve, podemos fabricá-la.

Como?

O segredo está na 1ª Lei da Termodinâmica:

Que nos diz que a variação da energia interna de um sistema é igual à quantidade de energia transferida para as vizinhanças, ou cedida por elas quer como trabalho (W) quer como calor (Q). A energia interna (U) não pode ser medida directamente e a sua variação é medida pelo trabalho realizado ou pela quantidade de calor transferido.
Eis a convenção de sinais a adoptar : quando é realizado trabalho sobre o sistema, o trabalho é positivo, quando é o sistema que realiza trabalho sobre as vizinhanças, é negativo... o mesmo acontece com o calor transferido (uma convenção de sinais verdadeiramente do ponto de vista egoísta do sistema):

Num reservatório, é colocada uma mistura de água e de ar à pressão de cerca de 20 atm. Quando a máquina entra em funcionamento, a mistura é lançada, em forma de spray (vaporizada), para a atmosfera.

Devido à grande diferença de pressão entre a mistura existente no tanque e a atmosfera, a expansão é tão rápida que podemos afirmar, com uma boa aproximação, que não há transferência de energia, como calor, entre o sistema (ar e água) e as vizinhanças (atmosfera)- diz-se que o processo é adiabático (Q=0).

Uma vez que o sistema sofreu uma expansão, transferiu energia, como trabalho, para as vizinhanças (W<0):

Conclusão: a energia interna da mistura ar e água diminui.

Embora a energia interna de um sistema, dependa da sua massa e a temperatura não, essas grandezas estão relacionadas, já que a energia interna de um sistema é a soma das energias cinéticas e potenciais das partículas que o constituem. A uma diminuição de energia interna corresponde uma diminuição de temperatura. Explica-se assim o arrefecimento responsável pela formação de neve.

Sendo apenas necessária a água para formar neve, a presença do ar, que também arrefece durante a expansão, contribui para baixar a temperatura da água.

Uma expansão adiabática de um gás é sempre acompanhada de uma diminuição de temperatura.

E o que acontecerá numa compressão adiabática?

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Calor por todo o lado ou ar-condicionado?

2011-06-24T23:38:00.049+01:00

Sob o ponto de vista da formulação em Física, a Mafalda e o Miguelito cometeram um erro grave: os corpos não possuem calor. Importa pois, saber o seu significado.

Em 1789, o célebre químico Lavoisier incluía na lista de elementos químicos conhecidos a luz e o calórico.

Acreditava-se que o calórico, era uma substância existente no fogo e capaz de fluir dentro da matéria.
Lavoisier, que gostava de usar a balança na confirmação das suas teorias, notou que um corpo quente não pesava mais do que o corpo frio... Concluiu, então, que o calórico não seria necessariamente uma substância; segundo ele, seria a causa dos vários fenómenos térmicos.
Lavoisier preparava-se então para pesar a luz, mas foi apanhado pela guilhotina.

Benjamin Thompson, um americano fugido da guerra da independência que se travava no seu país, emigrou para a Europa e conseguiu, obter o título de Conde de Rumford e ser nomeado Inspector-Geral da Artilharia da Armada da Baviera.

Qual não foi o seu espanto quando reparou que quando os operários perfuravam as peças de bronze, tinham que as introduzir em tanques de água fria, e o aquecimento que as brocas provocavam no bronze era tão grande que a água até fervia.
Essa fantástica descoberta é assim relatada nos anais da época:

"Seria difícil descrever a surpresa e espanto que os espectadores experimentaram ao testemunharem que uma grande quantidade de água tinha aquecido até à ebulição, sem recurso a fogo algum... "

Tinha sido possível ferver água (o que, até àquela altura, só se conseguia por fornecimento de "calórico") através de realização de trabalho mecânico. Thompson concluiu que calor não podia ser um fluido, mas algo da mesma natureza do trabalho - "calor era energia"!

Apesar de tudo isto, durante cerca de 40 anos depois das demonstrações do Conde de Rumford, o modelo do calórico continuou a ser dominante (às vezes parece que ainda é...).

Então, em 1840, James Prescott Joule idealizou uma experiência que iria permitir comprovar a tese de Thompson: por realização de trabalho (queda de um peso, de uma certa altura), conseguiu movimentar umas palhetas introduzidas em água e aumentar, assim, a sua temperatura.

Joule conseguiu aumentar a energia interna daquela massa de água… à custa de trabalho mecânico.

Experiência de Joule na determinação do Equivalente Mecânico do Calor

Embora no século XIX, a existência de moléculas não estivesse estabelecida e aceite, sabe-se hoje que a água do recipiente de Joule é constituída por moléculas com movimentos muito rápidos, e a energia interna se deve se deve a todas elas. A temperatura é uma grandeza física que mede o grau de agitação das partículas de um sistema. Quando dois sistemas, a temperaturas diferentes, são colocados em contacto, há transferência de energia sob a forma de calor do sistema que está a temperatura mais elevada para o sistema que está a temperatura mais baixa, até ficarem à mesma temperatura (equilíbrio térmico)- o calor é energia em trânsito.

Hoje, para arrefecer o ar que nos rodeia, temos que fazer com que haja trânsito de energia entre o ar interior e o ar exterior. O ar-condicionado utiliza compostos, dentro de um mecanismo estanque, que no interior da habitação são expandidos, passando do estado líquido ao de vapor -evaporador- arrefecendo o meio interior. E, no exterior da habitação são comprimidos, passando do estado gasoso a líquido -condensador- aquecendo o meio exterior.

Existem os mais variados modelos de aparelhos de ar- condicionado, todos eles obedecendo ao mesmo princípio geral, apresentado no seguinte esquema:

Quais as semelhanças de funcionamento com uma máquina frigorífica?

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No 1º dia de Verão, há 2200 anos

2011-06-21T15:15:00.005+01:00

Eratosthenes Festivity 2011

Visão da Lua

2011-06-17T02:46:00.041+01:00

Ao que parece, da superfície lunar, Neil Armstrong e Buzz Aldrin, confundiram o deserto salífero de Uyuni, situado na Bolívia junto à fronteira com o Chile, com um glaciar.
Era, afinal, uma planície branca de 10500 metros quadrados de minério que contém cerca de metade das reservas mundiais de lítio, actualmente, considerado o novo "ouro branco" pelos fabricantes de automóveis eléctricos- uma nova era na mobilidade de pessoas e bens.

O primeiro automóvel a chegar a Portugal, veio para Santiago do Cacém, mas não era eléctrico. Foi um Panhard-Levassor, importado de Paris pelo 4º Conde de Avilez, em 1895, e ficou na história porque logo na alfândega houve dificuldades em classificar tão estranha máquina e também porque na sua primeira viagem, entre Lisboa e Santiago do Cacém, ocorreu o primeiro acidente de viação em Portugal. (A vítima foi um burro, atropelado a meio do percurso.)

Fora do mundo (na Lua), o primeiro automóvel a circular foi, naturalmente, eléctrico- usado pela Missão Apollo 15, em 1971 - e usava uma bateria (não recarregável).

Uma bateria é constituída por uma apenas ou por uma associação, em série, de células electroquímicas, também designadas por elementos de pilha.
Em cada célula, ocorre uma reacção química de oxidação-redução- há transferência de electrões de uma espécie química (a que se oxida) para outra (que se reduz).
Eis um exemplo de uma reacção redox directa, que ocorre espontâneamente quando se faz mergulhar um pedaço de zinco numa solução de sulfato de cobre:

Nesta reacção química cada átomo de zinco, (Zn), cede dois electrões a um ião Cu2+ presente na solução, formando-se cobre à superfície do zinco,ao mesmo tempo que migra para a solução um ião Zn2+, que derivou do átomo que perdeu electrões.

Ocorrendo de uma forma controlada, separando os reagentes, este processo constitui um gerador de corrente eléctrica directa, a diferença de potencial constante:

Pilha de Daniell

As baterias Li-ion, por serem leves, recarregáveis (sem acusarem efeito de memória), e por permitirem obter em cada célula uma diferença de potencial de 3.6V, são actualmente amplamente usadas em equipamentos móveis: PDAs, iPods, iPads, laptops, smartphones, iPhones, máquinas fotográficas, telemóveis... e também, claro, nos veículos de mobilidade sustentável.

Novos caminhos para as baterias:

http://www.alternative-energy-news.info/more-powerful-lightweight-batteries/

http://www.alternative-energy-news.info/carbon-nanotubes-produce-electricity/

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O binómio de Newton, em Pessoa

2011-06-13T20:12:00.016+01:00

"O binômio de Newton é tão belo como a Vênus de Milo.

O que há é pouca gente para dar por isso.

óóóó---óóóóóó óóó---óóóóóóó óóóóóóóó

(O vento lá fora)."

No século XIX, Cayley (1821-1895), usou o Cálculo Combinatorial para encontrar a solução de problemas de contagens em Química. Determinou, por exemplo, o número de isómeros dos hidrocarbonetos saturados de CnH2n+2 para n qualquer.

Mais 2 elementos na Tabela Periódica

2011-06-11T10:44:00.145+01:00

A Tabela Periódica, representa uma das nossas melhores formas de organizar o Universo.

Foi no final do século XIX quando ainda não se conhecia a estrutura do átomo, que os cientistas começaram a tentar organizar os "elementos" conhecidos. [Breve História da Tabela Periódica]

Mendeleev, considerado o pai da Tabela Periódica actual, organizou os "elementos químicos" ( cerca de 60) convencido de que as propriedades atómicas dependiam de um modo periódico dos seus pesos atómicos.

O conceito de elemento químico, tal como o consideramos hoje, não existia, pois este envolve a existência de isótopos, átomos com o mesmo número de protões que diferem no número de neutrões, estes descobertos em 1932. A história da Tabela Periódica acompanha, como é natural, os desenvolvimentos no conhecimento da estrutura atómica. [Pré-história e História da Física Nuclear]

Na Tabela Periódica actual, os elementos químicos estão organizados em colunas (grupos) e em linhas (períodos), por ordem crescente de número atómico- o número de protões do átomo - número que caracteriza cada elemento químico.

O lugar que cada elemento químico assume na TP sistematiza grandes quantidades de informação sobre os átomos. E os átomos, essas unidades estruturais que compõem toda a matéria que conhecemos, incluindo nós próprios e a estrela mais longínqua, são representados afinal por um número incrívelmente pequeno de elementos químicos.

Quais são os novos elementos?

TUDO está relacionado com tudo

2011-06-10T00:44:00.005+01:00

"A química resulta de uma curiosidade básica: saber de que é que são feitas as coisas. Nesta fascinante digressão histórica, desde a época áurea dos Gregos (ou será desde o big bang?) até aos dias de hoje, Jorge Calado mostra como a química moderna deriva do conhecimento do fogo da combustão e do raio do relâmpago, isto é, da energia. Calor e electricidade permitiram analisar a terra, a água e o ar, até chegar ao conceito de elemento, representado pelo átomo. Neste Ano Internacional da Química (2011) é útil recordar como a química pôde dar novas ciências à ciência – a farmacologia, a termodinâmica (ciência da energia), as ciências dos materiais, a bioquímica, etc.

A química é construída por pessoas: homens e mulheres, novas e velhos, com gostos e desgostos. A história da química faz-se com elas, e Jorge Calado dá sentido à narrativa (não cronológica) enquadrando as invenções e descobertas químicas nas disputas, guerras e conquistas sociais e políticas. Enquanto alguns químicos foram endeusados, muitos foram perseguidos, outros morreram na guilhotina. São centenas de personagens – químicos e não-químicos – aqui reunidos no palco da química. Haja Luz!"

in http://istpress.ist.utl.pt/lhajaluz!.htm

Relação Pressão-Temperatura de um gás

2011-06-07T07:18:00.006+01:00

Arco-íris para todas as crianças

2011-06-01T21:44:00.169+01:00

Foi Newton, quem efectuou pela primeira vez esta experiência, demonstrando que a luz do sol, que aparece à nossa vista como luz branca, é composta por luz de vários comprimentos de onda, com todas as cores do arco-íris.

Podemos oferecer um "arco-íris", construindo um espectroscópio simples.

Para isso precisamos apenas de uma caixa e de um C.D.

1º Passo: Cortar o C.D. com a tesoura de modo a que caiba no interior da caixa.

2º Passo: Colar essa fracção do C.D. dentro da caixa.

3º Passo: Abrir uma janela com o x-acto.

Eis o resultado final, em esquema:

Nota: Não direccione o espectroscópio directamente para o sol.

E o que se obtém:

Como é que isso acontece?

O C.D. contém microprismas. No caso do arco-íris, que vemos como fenómeno natural, são as gotas de água que fazem o papel do prisma.

A luz ao passar de um meio óptico transparente para outro, como do ar para o prisma (e do prisma para o ar) sofre desvio, a que se dá o nome de refracção.

A decomposição da luz (não monocromática) nas suas componentes de diferentes comprimentos de onda, designa-se por dispersão da luz e acontece porque o ângulo de refracção varia com o comprimento de onda das radiações percorrendo estas distâncias diferentes no prisma.

Assim, para o mesmo valor do ângulo de incidência, o ângulo de refracção para a luz violeta, por exemplo, é menor do que o ângulo de refracção para a luz vermelha. Os raios correspondentes às restantes cores terão ângulos de refracção entre estes limites.

A partir da análise espectral da luz que nos chega das estrelas, captada pelos telescópios, podemos conhecer as suas composições químicas uma vez que cada elemento químico possui o seu próprio padrão de riscas espectrais (espectro), que funciona como uma impressão digital.

Não há dois elementos com o mesmo espectro, tal como não há duas pessoas com as mesmas impressões digitais.

(clique na imagem para visionar o vídeo)

Espectroscópio de bolso; Testes de chama

Para saber mais sobre o arco-íris:

À luz da vela

2011-05-30T00:29:00.005+01:00

Da descoberta de como controlar o fogo, à descoberta de como produzir, de forma controlada, electricidade, vai um passo de gigante.

Michael Faraday
Laboratório interactivo de Faraday

O "Areias" no Ano Internacional da Química

2011-05-27T23:27:00.041+01:00

Também os camelos não podem viver sem água, apesar de conseguirem sobreviver durante longos períodos de tempo sem a ter para beber.

Como é que conseguem?

Nos períodos de escassez de alimentos e de água, a gordura, armazenada nas famosas bossas -a triestearina (C57H110O6)-

é transformada em água e energia através de uma reacção química:

2 C57H110O6 + 163 O2--> 57 CO2 + 55 H2O + energia

Ou seja, os camelos, quando têm falta de água produzem-na...
Qual a massa de gordura que tem que ser transformada para produzir, por exemplo, 4 kg de água?

Porque é que temos tanta ÁGUA no corpo?

2011-05-24T23:42:00.014+01:00

Sabemos que 70% do nosso corpo é composto por água... 70% em massa...
O que é que a água anda cá a fazer?

Ciência, Tecnologia e Sociedade em números redondos

2011-05-21T12:48:00.006+01:00

Conversores catalíticos em alta

2011-05-19T21:39:00.289+01:00

Tem sido notícia a futura proibição aos taxistas de circular na Baixa de Lisboa sem conversores catalíticos nos veículos.

Qual a razão desta preocupação?

Os gases expulsos pelo tubo de escape dos automóveis, que incluem sobretudo dióxido de carbono (CO2) e vapor de água (H2O), também incluem: monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (CxHy) e óxidos de azoto (NOx)- gases nocivos.

Os motores a diesel consomem, em relação ao motores a gasolina, menos combustível, mas produzem maior quantidade de gases nocivos.

Usam-se os conversores catalíticos para reduzir a emissão dos gases nocivos do escape, convertendo-os em gases mais inofensivos.

Contêm numerosas pequenas esferas revestidas de catalisador (Pt, Cu, Pd, ou Rh) promovendo a conversão de: monóxido de carbono (CO) em dióxido de carbono (CO2); hidrocarbonetos em dióxido de carbono (CO2) e vapor de água (H2O); óxidos de azoto em azoto (N2).

Estas equações traduzem algumas das reacções químicas que ocorrem nos conversores catalíticos dos automóveis :

Um catalisador é uma substância que afecta a velocidade de uma reacção química sem se consumir nela. É geralmente um metal de transição, um óxido de um metal de transição ou, no caso das reacções químicas que ocorrem nos organismos vivos, uma enzima.

Os conversores catalíticos não resolvem o problema da emissão das enormes quantidades de CO2, cujo aumento originará um incremento da temperatura média da atmosfera, com as consequências, também noticiadas , do aquecimento global...

Que se poderá fazer?

A Química e a Física continuarão a ter um papel fulcral na descoberta de soluções cada vez melhores para estes problemas.
A literacia científica é o meio que permitirá a cada um a realização de escolhas livres e em consciência num planeta que é de todos (e de mais alguns).

Gasolina de 95 ou de 98 octanas?

2011-05-18T02:44:00.036+01:00

A gasolina é provavelmente o componente mais conhecido da destilação do petróleo. Na realidade a gasolina é ela própria uma mistura de hidrocarbonetos voláteis, maioritariamente composta por alcanos e alguns hidrocarbonetos aromáticos. A mistura pode conter hidrocarbonetos de C6 a C12 mas é principalmente constituída por octano : C8H18.

Assim, a reacção química que põe um motor de combustão interna de um automóvel a gasolina em funcionamento pode escrever-se da seguinte forma:

2C8H18(l)+ 25O2(g)--> 16CO2(g)+ 18H2O(g)

A sua operação a quatro tempos -admissão, compressão, explosão e escape -motor cíclico de Otto, que é utilizado na maioria dos automóveis pode ser visualizado no seguinte vídeo:

Em nome da eficiência da máquina, uma das principais preocupações da engenharia é o controle da queima da mistura gasolina-ar dentro de cada cilindro de modo a obter uma expansão suave da mistura gasosa. É que nos cilindros de motores de combustão interna, pode acontecer a detonação ─ combustão prematura da gasolina- durante a compressão exercida pelo pistão, o que origina uma diminuição na eficiência da conversão da energia da combustão em energia mecânica.

Foi então estabelecida uma escala para medir a tendência à detonação de uma gasolina.

Nesta escala considera-se, arbitrariamente, que um composto C8 ramificado ( o 2,2,4-trimetil-pentano também conhecido por isooctano) tem um número de octanas igual a 100, e que o n-pentano, um composto de cadeia linear tem 0. Quando uma gasolina é referida como sendo de 95 octanas, significa que ela oferece uma resistência à compressão equivalente a uma mistura de: 5% de n-heptano + 95% de isoctano (testada em laboratório).

O número de octanas de uma gasolina é então a percentagem de isooctano e n-heptano, que tem as mesmas características de detonação que a gasolina.

A gasolina de elevado número de octanas (resiste à compressão) sofre combustão diante da faísca produzida pela vela do motor, estando nesse momento sujeita na sua mistura com o ar, à compressão máxima.

Assim, quanto maior for o número de octanas de um combustível mais eficiente será a sua acção num motor de combustão interna.

Em relação ao número de octanas que uma gasolina pode oferecer sabe-se que:

- alcanos ramificados têm número de octanas maior do que alcanos de cadeia linear;
- hidrocarbonetos aromáticos têm número de octanas muito elevado.

Para aumentar o número de octanas na fracção gasolina, submetem-se os alcanos dessa fracção a processos que incluem a isomerização e aromatização.

No processo de isomerização, os alcanos de cadeia linear são transformados em alcanos isómeros ramificados:

No processo de aromatização, os alcanos de cadeia linear são transformados em hidrocarbonetos aromáticos:

A qualidade da gasolina é ainda melhorada pela adição de substâncias denominadas "anti-detonantes".

O tetraetil-chumbo foi um aditivo usado com essa finalidade mas substituído por ser nocivo ao meio ambiente (ocorria a emissão de vapores de chumbo na atmosfera e o chumbo é altamento tóxico) e também por envenenar os conversores catalíticos dos automóveis modernos.

Para minimizar a detonação, as gasolinas sem chumbo contêm agora uma maior proporção de hidrocarbonetos de cadeia ramificada, tais como o 2,2,3-trimetilbutano e o metil tert-butil éter (MTBE) que também actua como agente anti-detonante.

Apesar de tudo, o rendimento real de um motor de explosão que funcione com gasolina é apenas cerca de 23%, quer isto dizer que por cada 100 J de energia potencial química (gasolina), sujeita a investimento na bomba, só 23 J serão transformados em energia útil, isto é em trabalho mecânico, a maior parte da energia é dissipada sob a forma de calor...

Quais as diferenças no funcionamento entre um motor a gasolina e um motor diesel?

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Condutividade Térmica: Demonstração

2011-05-03T00:11:00.006+01:00

[QUESTÃO]

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Como recuperar a memória?

2011-04-02T20:19:00.009+01:00

Ter boa memória não é para todos, mas é uma capacidade dos metais com memória de forma. É o caso do Nitinol, uma liga metálica (solução sólida) de Níquel e Titânio (aprox. 55% Ni), que recupera a sua forma original, quando sujeito a um ciclo térmico apropriado:

E se os automóveis voltassem à sua forma original apenas com um banho de água quente?

Para saber mais: www.cv.ua.pt/ReadObject.aspx?obj=1259

Os metais com memória de forma estão à tua espera no Centro Ciência Viva do Lousal :

Mais leve do que o ar...

2011-03-22T17:30:00.042Z

O ar contido num cilindro onde coubesse a Torre Eiffel pesaria mais do que esta!

Massa da Torre Eiffel =7300 ton = 7,3x10^6 kg
Altura = 300 m
Base = 125 m
Vcilindro = área da base x altura
Vcilindro = л x r^2x h

Aplicando o Teorema de Pitágoras para calcular o raio da base do cilindro, obtém-se o valor de 88,4m.

Cálculo do volume do cilindro:

Ab = л x 88,4^2= 24550.16 m^2
V = Abxh = 24550,16x 300 = 7365049,28 m^3

Cálculo da massa de ar correspondente ao volume de ar de que é feito o cilindro:

A massa volúmica - ρ- (ou massa específica) de uma substância é dada por:

                                       ρ= m/V

em m é a massa de substância e V o volume ocupado por esta.

Sendo,
    ρ(ar) = 1,2 kg/m^3,
fica:
    1,2 = m/ 7365049,28
     m = 1,2 x 7365049,28= 8838059,1 kg = 8,8x10^6 kg.

Comparando este resultado com a massa da Torre ( 7,3x10^6 kg) , conclui-se que a a Torre pesa menos do que o ar contido no cilindro, pois o peso é proporcional à massa.

Outro aspecto interessante sobre a Torre Eiffel é que ela apresenta à volta da sua base, os nomes de 72 importantes cientistas, matemáticos e engenheiros franceses, incluindo: Ampère, Coulomb, Fizeau, Foucault, Fourier, Fresnel, Gay-Lussac, Lagrange, Laplace , Lavoisier, Le Chatelier, e Poisson.

Destilação fraccionada do petróleo

2011-03-16T21:07:00.004Z

LABORATÓRIOS VIRTUAIS DE ENGENHARIA QUÍMICA: A Destilação

Circuito impresso por redox

2011-02-24T11:03:00.082Z

Um circuito impresso, é a impressão de um desenho que contém pistas condutoras que servirão para ligar entre si vários componentes electrónicos, inseridos e soldados numa placa de material resistente.

A sua construção passa por diversas etapas:

1) Desenho em PCB Editor;
2) Impressão em acetato;

3) Aplicação de um verniz fotossensível sobre a camada de cobre e sua secagem;
4) Sensibilização através de radiação ultra-violeta:

5) Revelação, através de posterior imersão da placa numa solução aquosa de hidróxido de sódio (soda cáustica);

6 ) Remoção de cobre da placa através da sua imersão numa solução aquosa de percloreto de ferro (FeCl3 ).

Eis o desenho esquemático da placa, antes da sua imersão na solução de percloreto de ferro:

E depois da imersão na solução de percloreto de ferro:

A reacção química que ocorre traduz-se pela seguinte equação:

É uma reacção de oxidação-redução. Qual a espécie que se oxida?

Física Cómica

2011-02-24T00:08:00.047Z

...

A Física é interessante, atraente e divertida. A sua divulgação tem a vantagem de ultrapassar algumas concepções em sentido contrário... São disso exemplos, pelo seu rigor científico e qualidade didáctica, as escolhas:

De Rerum Natura: Fomento de vocações científicas

2011-02-23T13:23:00.008Z

De Rerum Natura: Fomento de vocações científicas

De Rerum Natura: Química das coisas banais: Por favor, uma garrafa de água!

2011-02-20T23:48:00.007Z

De Rerum Natura: Química das coisas banais: Por favor, uma garrafa de água!

CSI Deixa-o-Resto

2011-02-14T10:13:00.101Z

Conduzir é realmente uma actividade perigosa, a que muitos têm acesso... A Física é a ciência que mais apresenta soluções para prevenir e minimizar as consequências dos acidentes -rodoviários e não só.

No caminho que se faz da localidade de Deixa-o-Resto para o hospital mais próximo, a poucos km de distância, existe um entroncamento onde têm ocorrido acidentes. Nesse entroncamento, encontram-se uma estrada com um sinal de STOP, e a estrada que tem prioridade. Quando acontece um acidente, nestas circunstâncias, a tendência é a de culpabilizar o condutor que tem o sinal de STOP, mas isso pode muito bem não ser assim...

A fim de resolvermos o dilema, decidimos comparar a distância de segurança com a distância que corresponde à situação em que os condutores se avistam (o que circula na estrada com prioridade e o que iniciou a sua marcha a partir do sinal STOP, no instante imediatamente antes).

A distância a que os dois condutores se avistam foi encontrada com a ajuda da ferramenta wikimapia :

e corresponde aproximadamente a 130m.

Considerando um veículo que circula na estrada com prioridade e se desloca a 90 km/h,

qual será a distância mínima que permitirá ao condutor parar o veículo em segurança?

distância de segurança = distância de reacção + distância de travagem

Durante o tempo de reacção, o veículo continua a deslocar-se (com velocidade constante), percorrendo uma determinada distância- a distância de reacção -e o Movimento diz-se Uniforme.

O tempo de reacção é o tempo que decorre entre a percepção de um obstáculo e o exacto momento em que se actua. Para saber o seu tempo de reacção, utilize o programa interactivo:

Considerando o tempo de reacção igual a 1 s, de acordo com o considerado no Código da Estrada, a distância percorrida pelo carro até começar a travar - distância de reacção - é calculada da seguinte forma:

d =v x t <=> d = 25 x 1 = 25 m
C.A.

v= 90 km/h = 25 m/s

E depois de começar a travar - qual a distância que o carro percorre até parar?

Quando o condutor pisa o pedal de travão, se o sistema de travagem actuar normalmente, a pressão produzida sobre o pedal, é amplificada e transmitida aos travões, provocando resistência entre as superfícies de contacto. Se as condições de atrito o permitirem, a adesão da borracha ao piso provocará no veículo uma aceleração contrária ao deslocamento.

A força de atrito é, de acordo com o diagrama de forças, a força resultante do sistema de forças aplicadas no carro:

Considerando μ , o coeficiente de atrito estático, igual a 0,8 :

Fa = μ .Rn = μ .m.g,

fica:

F = μ . m . g <=> m x a = μ . m . g <=> a = μ . g ;
Sendo, por definição, a aceleração dada por:
a=(vf-vi)/t , tem-se:
(vf-vi)/t = μ . g <=> t= (vf-vi)/(μ .g)
como vf=0, vem:
t= 25/(0,8 x 9,8) = 3,19 s
a= μ .g =0,8x9,8= 7,84 m/s^2
Consideremos que durante a travagem, o carro tem Movimento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V), cuja lei do movimento é:

x-x0 = v0t + 1/2 a t^2 ; fazendo d=x-x0, tem-se para a distância de travagem:
d= v0t + 1/2 a t^2 = 25 x 3,19 + 1/2 x (-7,84) x 3,19^2 = 40m

Pelo que a distância de segurança será igual a 25 + 40 = 65m

Conclui-se assim que, se não for excedido o limite de velocidade- nas condições normais de estrada, de pneus, de condições atmosféricas, e estando o condutor em condições que lhe permitam o tempo de reacção definido- a distância que separa os dois condutores no momento em que se avistam, é suficiente para conseguir parar o carro sem haver colisão.

Qual a velocidade máxima a que um veículo poderá aproximar-se do cruzamento, sem colidir com o que iniciou o movimento a partir do sinal de STOP?

Será lícito considerar o veículo que inicia a sua marcha a partir do sinal de STOP, um obstáculo se ele está em movimento?

Hiperligações:
Leis de Newton do Movimento

De Rerum Natura: EXERCÍCIO ELEMENTAR

2011-02-10T17:32:00.005Z

De Rerum Natura: EXERCÍCIO ELEMENTAR

Porque é que a Química Orgânica é importante no mundo em que vivemos?

2011-02-04T22:48:00.002Z

Uma Química Irresistível: Porque é que a Química Orgânica é importante no mu...: "Os compostos orgânicos estão envolvidos em todos os processo biológicos que nos mantêm vivos, a nós e a todos os seres vivos. Para além da..."

O GPS, relativamente fácil

2011-01-30T17:10:00.046Z

Com um pequeno receptor GPS que detecta emissões de ondas de rádio de qualquer um dos satélites que no momento se encontra por cima da sua cabeça, um utilizador anónimo poderá conhecer a sua latitude, longitude e altitude com uma precisão muito elevada.

Como é que o sistema funciona ?

O princípio básico do seu funcionamento é o da medição da distância (ou "alcance") entre o receptor e os satélites, conhecida a velocidade da luz e o tempo que o sinal demora a percorrer essa distância.

Como se viu no filme, se soubermos a distância do receptor a um dado satélite, sabemos que estamos sobre uma superfície esférica imaginária cujo raio é igual a essa distância. Se soubermos a nossa distância exacta a dois satélites, então sabemos que estamos algures sobre a linha de intercepção das duas esferas imaginárias centradas em cada um dos satélites. E se tomarmos uma terceira medida, então só há dois pontos dessa linha onde poderemos estar localizados. Um desses pontos é normalmente impossível, e os receptores GPS têm dispositivos computorizados que permitem eliminar um desses pontos.

Para se saberem tais distâncias, cada satélite transporta um relógio atómico muito preciso, permitindo medições da ordem de um nanosegundo. É que dado o valor elevadíssimo da velocidade da luz (3x10^8 m/s), a precisão necessária para determinar uma localização a menos de um metro corresponde a cerca de 3 nanosegundos!

Mesmo assim, há dificuldades: para tirar o máximo partido do sistema é necessário proceder a várias correcções porque o sinal de rádio não viaja efectivamente no vácuo; porque os satélites se deslocam a grandes velocidades nas suas órbitas e ainda porque viajam a uma considerável distância da Terra, afectando o comportamento dos relógios em órbita, que se adiantam em relação aos relógios da Terra ... (os relógios mais próximos da Terra andam mais lentamente do que os relógios dos satélites que estão em órbita).

Os relógios da Terra desincronizam-se cerca de 50 000 nanosegundos por dia devido a esta diferença de altitude. Isto originaria um erro de localização de cerca de 15 km por dia!

Deste modo, torna-se indispensável utilizar a Teoria da Relatividade Geral, para corrigir o cálculo da localização do utilizador. Sem essas correcções na medição do tempo realizada por relógios atómicos, não seria possível definir com precisão a localização do que quer que fosse usando um receptor GPS.

Assim, mesmo que não se perca com facilidade, da próxima vez que o seu avião se aproximar de um aeroporto com mau tempo, agradeça a Einstein e à ciência fundamental que permitiu o desenvolvimento tecnológico que está na origem do sistema GPS que o guiará numa aterragem segura.

O vídeo abaixo mostra o movimento do tráfego aéreo pelo mundo num período de 24h:

texto adaptado de:
http://cosmo.fis.fc.ul.pt/~crawford/artigos/T%20R_GPS_intro.html

para saber mais:
http://www.cienciaviva.pt/latlong/anterior/gps.asp

http://www.trimble.com/gps/index.shtml

http://cosmo.fis.fc.ul.pt/~crawford/artigos/A%20Teoria%20da%20Relatividade%20e%20o%20%20GPS_files/frame.htm

De Rerum Natura: Transições Maravilhosas

2011-01-03T15:15:00.001Z

De Rerum Natura: Transições Maravilhosas

DIREITOS DO ÁTOMO

2010-11-17T15:36:00.033Z

Que diz um átomo de hidrogénio quando é preso?

Diz:
"- Eu tenho direito a uma ligação !"

E=MChocolate^2

2010-11-04T19:59:00.054Z

Einstein chegou à conclusão de que a velocidade da luz é uma das constantes fundamentais no Universo. Na pequena e bela fórmula E=mc^2, que dá conta da teoria da relatividade- ‘c’ é a velocidade da luz. E podemos medi-la com um chocolate, uma régua e um aparelho de microondas.

Como??

Podemos saber a velocidade de propagação de qualquer onda, seja ela mecânica ou electromagnética, se multiplicarmos a sua frequência (f) pelo seu comprimento de onda (λ):

v=λ*f

A frequência de uma onda corresponde ao número de oscilações por unidade de tempo , s^-1 ou Hz no Sistema Internacional de Unidades e o comprimento de onda corresponde à distância percorrida pela onda numa oscilação completa, ou seja durante um período:

Então, primeiro há que descobrir a frequência das microondas, que está indicada no aparelho, normalmente na parte de tràs, e que para a maioria é 2.45 GHz.

Depois, é preciso retirar o prato de rotação de dentro do microondas ou impedi-lo de rodar. Desembrulhar o chocolate e colocá-lo num prato dentro do aparelho de microondas de maneira a que as suas arestas mais longas acompanhem as arestas mais longas do aparelho.

Aquece-se até que o chocolate comece a derreter. Assim que começar a derreter há que retirá-lo do microondas e marcar o centro dos "pontos quentes". Medir e apontar a distância entre eles.

Já está.

E agora?

Ao medirmos a distância entre dois "pontos quentes" , estamos efectivamente a medir metade do comprimento de onda (λ).

Agora, como temos a frequência e o comprimento de onda (distância entre dois "pontos quentes" multiplicada por 2) podemos calcular a velocidade de propagação das microondas, que sendo ondas electromagnéticas, viajam à velocidade da luz- c.

Exemplo :

medida da distância entre "pontos quentes" = 6.10 cm

λ = 0.0610 m * 2 = 0.122 m

c = λ * f

0.122 m * 2.45 x 10 ^9 Hz = 2.99 x 10^8 m/s

Este resultado, é extraordinariamente próximo do valor que é aceite para a velocidade da luz: 299 792 458 m/s , tendo em conta os erros envolvidos no método usado!

Numa experiência a meio da manhã, obtenha uma medição tão precisa quanto possível, para encontrar um valor ainda mais próximo da verdadeira velocidade.

Está na cara que a experiência melhorará ainda mais se se usar uma variedade de diferentes barras de chocolate- deliciosas quando derretidas... os verdadeiros cientistas sabem que é sempre bom confirmar os resultados ;)

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2010-10-27T19:19:00.000+01:00

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