Categoria: Físico-química

Gases contra incêndios

professor martyn ao lado de cilíndros vermelhos
Cilindros contendo uma mistura dos gases nitrogênio, argônio e gás carbônico (CO2) compõem o sistema de segurança contra incêndios, que protege o acervo de raridades da Royal Society of Chemistry (Sociedade Real de Química).

Em caso de incêndio o sistema é ativado liberando a mistura de gases nas salas protegidas. A presença do gás desloca o oxigênio para fora do ambiente. Como nitrogênio, argônio e CO2 não participam da queima, o incêndio será extinto em poucos segundos.

O mesmo deslocamento do oxigênio para fora das salas poderia causar o sufocamento das pessoas que ainda estivessem nas salas protegidas; e portando por uma questão de segurança a ativação só é feita em caso de um incêndio de grandes proporções.

Veja mais detalhes no vídeo abaixo.
Com legendas em português.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Movimento em água quente e fria


Água fria na esquerda e quente na direita.
O corante vermelho se espalha rapidamente por todo o líquido que está quente, mas faz isso de forma um pouco mais lenta no líquido frio. Por que?
A explicação vem de 1827, quando o botânico escocês Robert Brown observou, por meio de um microscópio, pequenos grãos de pólen de plantas, que flutuavam dentro da água. Sua hipótese foi da existência de vida naqueles pólens, pois não havia outra explicação de onde vinha aquela energia que movia essas partículas. Ele testou outras substâncias, como teia de aranha, e até substâncias inorgânicas, descartando a possibilidade de ser em relação a vida. Várias explicações foram dadas até que em 1877, o jesuita belga Joseph Delsaulx escreveu: “No meu modo de pensar, esse fenômeno se deve ao movimento térmico das moléculas do líquido que circunda as partículas”.

O movimento das partículas em um líquido é um caminho irregular e imprevisível. E atualmente é conhecido como movimento browniano, em homenagem a Robert Brown.
As moléculas da água estão em constante movimento e se colidam, continuamente, e foi isto que Brown observou na mistura de água e pólen.

De acordo com a experiência registrada na fotografia acima, as moléculas do corante colidam com as da água, que também estão em movimento. A água quente tem suas moléculas mais agitadas por causa da temperatura elevada, permitindo assim um deslocamento mais rápido das partículas. Assim, o corante se dispersa mais facilmente do que na água fria.

Texto escrito por Victória Kopp.

Imagem em comemoração à Semana Nacional de Ciência e Tecnologia.

Imagem em licença Creative Commons (by-nc-sa).
by nc sa

Expansão adiabática em refrigerantes

gargalo de garrafa com nuvem
Este é um registro do rápido momento em que abrimos uma garrafa de algum refrigerante gasoso. Os refrigerantes que contém gás, normalmente o gás carbônico (CO2), podem gerar esta espécie de nuvem quando são abertos rapidamente. Isto ocorre porque a pressão dentro da garrafa é diminuída bruscamente. A variação de pressão causa um fenômeno chamado de expansão adiabática. Nesta expansão o gás não tem tempo de trocar calor com as vizinhanças, e como consequência a expansão é realizada às custas do uso da energia do próprio gás, resultando assim em uma diminuição de temperatura.

A queda de temperatura causa uma condensação do vapor de água presente dentro, e fora, da garrafa. A condensação do vapor gera o aparecimento de gotículas de água em suspensão, o que permite a visualização da ‘nuvem’.

É interessante perceber também que a ‘nuvem’ desce pelas laterais do gargalo. Isto acontece porque o ar resfriado tende a ser mais denso, do que o ar em volta a uma temperatura maior, e portanto gera este efeito de escorrimento pelas laterais da garrafa.

Dica de um artigo que trata deste assunto:
(O artigo está disponível somente em acesso restrito (via Portal Periódicos Capes))
Vapour pressure and adiabatic cooling from champagne: slow-motion visualization of gas thermodynamics
Michael Vollmer e Klaus-Peter Möllmann
Physics Education volume 47; Número 5; página 608; Ano 2012 doi:10.1088/0031-9120/47/5/608

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Imagem em comemoração à Semana Nacional de Ciência e Tecnologia.

Imagem em licença Creative Commons (by-nc-nd 2.0). Via jgiacomoni.

Estalactite de gelo na Antártida

direito autoral da BBC
A equipe de filmagens da BBC registrou um fenômeno raro de formação de uma estalactite de gelo no fundo do mar da Antártida, em gravações realizadas para o documentário ´Frozen Planet´ (Planeta congelado, em tradução livre).

A BBC batizou o fenômeno de brinicle, uma união das palavras brine (salmoura) e icicle (estalactite de gelo). Que ocorre pela descida da água concentrada em sal resultante do congelamento na superfície, conduzindo um fluxo de frio que facilita o congelamento da água ao redor, formando o pilar de gelo.

A formação do pilar é da superfície para o fundo do oceano porque a água mais concentrada em sal é mais densa, e tende a fluir para o fundo, forçando a formação do pilar nesta direção.

O curioso é ver brinicle chegar ao fundo do oceano, congelando tudo que encontra pela frente, inclusive a vida marinha que vagava nas proximidades.

Acesse o link e assista ao impressionante vídeo.

https://www.facebook.com/OUSciSoc/videos/834113980021156/

A filmagem foi feita em time-lapse, ou seja, a câmera ficou fixa e registrando a cena durante um longo tempo (de 5 a 6 horas), para depois o fenômeno ser exibido de forma acelerada.

Explosão do vidro

pirex visto do topo
Theodore Gray demonstra de uma forma drástica como um recipiente de vidro Pyrex comum não é muito resistente ao calor.

O material do Pirex de uso doméstico é de um vidro do tipo sodo-cálcico, um pouco menos resistente ao calor se comparado à vidraria comumente utilizada em laboratórios (por exemplo, os vidros borossilicatos).

A demonstração presente no vídeo (sem legendas) mostra o que acontece em uma variação brusca de temperatura em um vidro não preparado para este tipo de situação. Ao aquecer a parte externa o vidro expande e o contato com uma gota de água fria causa uma contração do material no interior do copo, resultando em tensões que acabam causando a ruptura violenta do recipiente.

Assista o vídeo em
http://www.popsci.com/science/article/2011-03/gray-matter-cant-take-heat

Não tente este tipo de experimento em casa ou sem equipamentos de proteção.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.