Resfrie uma garrafa plástica de água no congelador ou freezer.
Retire-a com cuidado para não tocar diretamente no corpo da garrafa.
Posicione um cubo de gelo em uma superfície e derrame a água super-gelada sobre o cubo.
A água líquida está a uma temperatura muito baixa, provavelmente abaixo de 0ºC (isso é possível porque a água de torneira é cheia de sais e, por isso, congela abaixo de zero graus Celsius).
Quando ela entra em contato com o gelo, o sólido funciona como um nucelador e a água líquida abaixo de zero graus (estado metaestável) torna-se também sólida.
Claro que a explicação completa é muito mais comprida que isso, o que eu queria mesmo era apenas mostrar o efeito e inspirar outras pessoas a realizar o experimento.
Aprenda no vídeo a construir um canhão de ar de baixo (não, de baixíssimo) custo.
Você só vai precisar de um balde plástico, um pedaço grande de plástico transparente para selar a "boca" do balde, muita fita adesiva e um estilete.
Assista ao vídeo primeiro e, se quiser, leia a explicação do Dr Chattoff na sequência do post.
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O plástico forma uma membrana sobre a qual nós damos pancadas (ou seja, exercemos uma força sobre uma área resultando em pressão).
A pancada dada na membrana põe em movimento o ar dentro do balde. A únida saída de ar possível é através do furo que foi feito com o estilete no fundo do balde.
Como a área da seção reta do furo (bonito esse linguajar, né?) é muito menor que a área da seção reta da "boca" do balde (onde está a membrana), a pressão inicial exercida sobre a membrana intensifica-se.
Lembrem-se, pressão = força/área!
A força inicial aplicada sobre a membrana é transferida ao ar que se movimenta e exerce uma força "igual" na área do furo, é natural que a pressão de saída seja muito maior.
É tão maior que o ar é expelido de dentro do balde a uma velocidade muito elevada. Essa velocidade é tão grande que consegue derrubar copinhos plásticos a uma distância de mais ou menos 5 metros.
Nessa distância, é como se o ar tivesse viajado em linha reta.
Esse fenômeno não é novo, de uma forma diferente, Robert Boyle já estudava a relação entre pressão e volume há centenas de anos atrás.
Os físico-químicos de plantão reconhecem a famosa "Lei de Boyle" em ação quando assistem ao excelente vídeo.
Lei de Boyle? Calma, vamos refrescar vossas memórias.
A uma temperatura T constante (a sala onde o vídeo foi filmado não tem variação de temperatura) e para um número de mols fixos (a quantidade de ar dentro do canhão é constante (quando não o perturbamos com os nossos tapas).
Nessas condições, a relação entre pressão e volume tal qual descrita por Boyle é:
p*V = constante ou
p = constante/V
Ou seja, se a pressão do gás dentro do canhão aumentar (por causa da pancada aplicada na membrana)o volume do mesmo tem que diminuir (e diminui).
Mas como temos um furo no fundo do canhão, o volume do gás ao invés de diminuir e continuar dentro do balde acaba escapando pelo furo.
Um princípio parecido ocorre nos nossos pulmões, mas eu vou deixar para mostrar uma simulação de pulmão em outra postagem.
A Coca-Cola contém quantidades apreciáveis de ácido fosfórico a fim de manter o pH em uma faixa constante (tampão).
Acontece que o pessoal do vídeo adiciona o tal cloreto de cálcio, usado na limpeza e desinfecção de águas (principalmente de piscinas) a um recipiente com a bebida nº 1 do Tio Sam.
O que se segue é uma reação exotérmica (que libera calor) e produz gás clorídrico (ou ácido clorídrico misturado com a forma gasosa dele).
Eu desconfio que a reação produza também gás cloro (Cl2).
Bom, o fato é que esse gás produzido está em uma temperatura elevada e, juntando-se a ele temos o dióxido de carbono e o açúcar do refrigerante) e em alguns segundos ocorre uma expansão gasosa irreversível.
Quando confinamos substâncias que reagem entre si com produção de calor e de gases, a tendência é que aconteça uma explosão.
E é justamente o que vemos no segundo vídeo, uma garrafa PET é vítima do poder explosivo e destrutivo da reação entre o cloreto de cálcio e a coca da boa.
Não preciso nem dizer que vocês não devem realizar essa reação em locais fechados, né? Os gases formados são muito tóxicos e corrosivos e podem causar a morte por asfixia em quem resolver respirá-los.
Então, se você achou o experimento legal, NUNCA REPRODUZA-O EM UMA SALA FECHADA.
Vá para um pátio bem amplo, um campo, ou qualquer lugar que possa sugar os vapores tóxicos gerados.
Ah, e mantenha crianças e animais domésticos afastados do local do experimento.
Tudo pelo bem da ciência.
Ah, como bônus, um terceiro vídeo monstrando o experimento pra vocês.
É isso aí, manteiga, aquela mesma de passar no pão.
Criatividade é algo, né?
Na falta de uma vela de sebo ou de parafina e usando apenas um tablete de manteiga, um palito de churrasco e um guardanapo de limpar a boca, dá para construir uma vela que pode durar até 4 horas.
Explicando o procedimento experimental:
Corte o tablete de manteiga;
com a ajuda do palito de churrasco, faça um furo até o fundo do tablete de manteiga;
corte um pedaço de guardanapo de papel e enrole-o como se fosse um pavio;
dobre em dois o "pavio" de papel formando um "V";
o "V" formado deve ser desigual, pois ele será enfiado no buraco do tablete de manteiga e uma parte deve ficar para fora da manteiga;
enfie o pavio na manteiga com o auxílio do palito;
esfregue na manteiga a parte do pavio que ficou para fora;
acenda o pavio com um palito de fósforo ou isqueiro;
coloque a vela em um frasco de vidro para que a chama seja estável.
Boa diversão na próxima queda no fornecimento de energia elétrica!
1 extintor de incêndio de gás carbônico (para incêndios classe B e C)
Modo de fazer:
Simplesmente coloque a mangueira do extintor dentro da fronha ou saco e acione o extintor.
Ou assista ao vídeo abaixo para entender melhor o processo:
A passagem do gás carbônico do estado gasoso para o sólido neste experimento pode ser explicado com base no efeito Joule-Thomson.
Como o gás está sendo expelido de dentro do cilindro do extintor de incêndio a uma velocidade muito alta e com uma grande variação de pressão, considera-se que ele está realizando uma expansão livre (irreversível, sem troca de calor e sem produção de trabalho).
Nesse caso, a energia interna (ou total) permanece constante.
Quando o gás expande-se, a distância média entre as moléculas aumenta e, consequentemente, as forças de atração passam a superar as forças de repulsão (as de repulsão têm um alcance bem menor que as de atração).
Com a expansão, ocorre um aumento na energia potencial. Só que a energia interna nesse caso permanece constante e, para que a energia potencial aumente, é necessário que a energia cinética diminua a fim de manter a energia total (ou interna) inalterada.
A temperatura está intimamente ligada à energia cinética média do sistema, e como ela diminui para respeitar a conservação de energia, significa que a temperatura média do sistema também diminui.
NOTA: Recomenda-se adquirir um extintor que se destine apenas a essa finalidade.
O uso de extintores de uso comum (da escola, do condomínio, da universidade, do clube, etc) pode acarretar em falhas de segurança gravíssima. Se você usar um extintor de um dos locais anteriormente citados e não realizar a recarga do mesmo, você pode estar deixando a área que ele deveria proteger vulnerável m em casos de incêndios reais.
O usuário do youtube brusspup tem um canal muito interessante, no qual exibe vídeos de experimentos variados.
Vão desde ilusões de ótica (recomendo que assistam, são muito bons) até experimentos científicos divertidos.
O experimento que apresento abaixo é muito bonito e simples de realizar (se você tiver acesso a algumas pedras de gelo seco - gás carbônico no estado sólido, para os íntimos).
Em uma tigela, ele coloca o gelo seco e água. Isso faz com que o dióxido de carbono (ou gás carbônico) mude para o estado gasoso velozmente.
Em outro pote, ele faz uma mistura de água, detergente líquido e glicerina .
Com um pedaço de tecido molhado na solução de sabão, uma película é formada na vasilha em que o gás carbônico está sendo exalado.
Lentamente, a pressão gasosa no interior da película de sabão vai aumentando e uma bolha de sabão se forma.
Graças ao fenômeno da tensão superficial (potencializado pela glicerina presente na solução saponácea), a bolha de sabão é mais resistente que o normal e a bolha consegue crescer bastante antes que ocorra o rompimento.
O resultado? Diversão sem fim para crianças de todas as idades (dos 0 aos 90 anos, para ser mais exato).
