Tag: termodinâmica

Congelando água com éter

imagem térmica de tubo de ensaio
A evaporação de um líquido é um processo que demanda energia. E isso pode ser medido em laboratório e normalmente é caracterizado como entalpia de vaporização. Então diferentes líquidos têm diferentes entalpias de vaporização.

No caso da demonstração feita pela equipe do Periodic Videos a evaporação do éter (éter etílico, etoxietano ou éter dietílico) foi forçada pela passagem de nitrogênio (na fase gasosa) pelo líquido. Enquanto evaporava, o éter procurava obter do ambiente a energia necessária para essa vaporização, o que causou um considerável abaixamento de temperatura do tubo de ensaio. A temperatura caiu tanto que foi possível congelar água borrifada nas paredes externas do tubo.

Porque usar éter?
O motivo principal é por ele ter um ponto de ebulição bastante baixo, em torno de 35°C; e também por ser um solvente normalmente disponível em laboratórios de pesquisa.

O experimento foi também filmado com uma câmera sensível ao calor, e assim foi possível observar os detalhes da mudança de temperatura.

O vídeo possui legendas em português. Clique no botão CC para ativar a legenda.

Efeito semelhante pode ser percebido quando colocamos álcool etílico (álcool comum) na palma da mão e assopramos. O álcool vai absorver calor da pele ao evaporar e percebemos isso com uma sensação de gelado.

Veja também
Reação para iniciar fogo usando água

Texto e legenda escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

Movimento perpétuo com refrigerante e cerveja?!

Primeiro assista o vídeo abaixo.

E aí?! Funciona?
Resposta simples e direta. Não!
Este sistema é conhecido como ‘Frasco de Robert Boyle’ ou então ‘Bacia capilar’. Que pela concepção original deveria ser uma ‘máquina’ de movimento perpétuo, causado pelo fluxo de líquido por meio do tubo inferior que se torna cada vez mais fino. O tubo quase capilar causaria uma subida do líquido pelo efeito da capilaridade, caindo então na fonte original.
Um dos motivos da impossibilidade é que um líquido tende a permanecer no mesmo nível, independente da forma do frasco. Dada aqui a ressalva para o caso de um líquido estático.
Mas, e o efeito da subida de um líquido ascensão capilar? Nesta suposição o mesmo princípio da subida do líquido pelo capilar impediria a sua saída pela ponta superior. Inutilizando o funcionamento do suposto movimento perpétuo.
No vídeo o refrigerante e a cerveja parecem funcionar muito bem! O que está acontecendo?
A primeira tentação é tentar explicar o movimento do refrigerante ou cerveja pela geração de bolhas dentro do tubo. Esse borbulhamento poderia ajudar no fluxo do líquido pelo sistema. Mesmo que isso funcionasse, o feito terminaria rapidamente após saída do gás do refrigerante ou cerveja. Bem pouco para um sistema que deseja ser perpétuo.
Na verdade o vídeo acima foi fraudado! O fluxo de líquido é ajudado por um pequeno motor escondido. Observe que na imagem abaixo, por volta de 2 minutos de vídeo, é possível visualizar o fio que alimenta o sistema de bombeamento.
falso sistema de movimento perpétuo

Veja no vídeo abaixo uma tentativa de repetir o experimento.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

Exotérmico – a definição


Um processo ou reação, é dito exotérmico quando libera energia térmica ao ocorrer.

A Professora Sam Tang faz uma demonstração de reação exotérmica com uma mistura de óxido de cálcio e água, resultando em formação de hidróxido de cálcio e aumento de temperatura registrada por meio de um termômetro.

Veja esta reação e mais informações no vídeo abaixo. Com legendas em português, que podem ser ativadas clicando no play e depois no botão CC.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

Osmose e termodinâmica estatística – Aula no MIT


Nesta aula, de número 24, o professor inicia com considerações sobre a osmose e com uma dedução da equação que representa a pressão osmótica.
Também dois exemplos são utilizados para dar uma dimensão dos valores presentes em medidas de pressão osmótica.
Numa segunda parte da aula, inicia com observações sobre a termodinâmica estatística, e em como é importante o conhecimento do objeto de estudo de uma forma macro e microscópica.

Aula em inglês.

Propriedades coligativas – Aula no MIT

professor apontando para o quadro
Inicia com considerações sobre Lei de Raoult e Lei de Henry, e os desvios positivos e negativos em relação à Lei de Raoult. Partindo então para a existência dos azeótropos.
Sobre as propriedades coligativas o professor cita as existentes e alguns exemplos delas, demonstrando as equações utilizadas em algumas.

Aula 23 (áudio inglês, com Closed Caption em inglês)

Anotações da aula em PDF.

Soluções ideais e não-ideais – Aula no MIT

aula 22 curso 5.60 soluções não-ideais
A aula inicia com considerações sobre a regra da alavanca, repassando um assunto abordado na aula anterior deste curso (MIT 5.60).
Na sequência o professor inicia com equações que representam o potencial químico em uma mistura binária de soluções ideais, ressaltando a interpretação da entalpia e entropia para estes casos.
De posse da interpretação da idealidade ele parte para explicar como ocorrem os desvios em sistemas não-ideais.
As leis de Raoult e Henry são utilizadas para explicar os desvios visualizados em um diagrama de pressão versus composição (em mistura binária).

Aula 22
(em inglês)

Anotações da aula (em PDF)
http://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-60-thermodynamics-kinetics-spring-2008/lecture-notes/5_60_lecture22.pdf
(as anotações está com alguns erros que são corrigidos durante a aula (no vídeo))

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.