Correntes de convecção I

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Apresentação
Para evidenciar as correntes de convecção nos líquidos, para uma platéia numerosa, propomos essa montagem.  

Montagem
Instale no interior de um pequeno aquário uma fonte de calor, recorrendo ao efeito Joule, ou seja, do aquecimento produzido pela passagem de corrente elétrica por um resistor. Esse resistor pode ser obtido 'pronto' no comércio eletroeletrônico sob a denominação de 'ebulidor elétrico'. Outra boa opção é utilizar um resistor de fio de 300 ohms; 20 watts de potência é o suficiente. Numa loja de conserto de televisores você poderá consegui-lo a preços módicos, mesmo porque será proveniente de sucata de televisores valvulados.
Para tal resistor, pode-se empregar como fonte de alimentação, a própria rede elétrica. No caso, a Intensidade de corrente elétrica será cerca de 360 miliampères e a potência dissipada em torno dos 40 W. Outro recurso é a compra de um elemento aquecedor para ferros de soldar de 50 W (110 V).

Coloque água no aquário, ligue a fonte de luz (pode ser um simples “spot” ou um projetor de slides), de modo que a sombra do resistor seja projetada na parte inferior da tela (ou parede).
As correntes de convecção serão vistas como ondulações partindo do resistor quente. A água quente sobe pela região central do aquário e água fria desce pela lateral. Como a água quente tem índice de refração diferente da água fria teremos descontinuidade na luz que atravessa o aquário e isso, na tela, será visto como 'ondulações'. 

 Nota: Se você dispensar a técnica da projeção, poderá visualizar diretamente tais correntes, no aquário, colocando um pouco de serragem fina na água.