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Correntes de convecção II
(Vela, tubo e divisória)

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

Apresentação
Um dos experimentos mais tradicionais para a visualização da propagação do calor, por correntes de convecção; é o que apresentamos nesse trabalho.

Material
Prato, água, vela, bastão de incenso, cilindro de vidro ou acrílico de 3
0 cm de altura e 3 cm de diâmetro e uma folha-de-flandres (*) cortada conforme molde ilustrado abaixo.

Montagem

Procedimento
I)
Fixe a vela no centro do prato, mediante a velha técnica de derreter e pingar um pouco de estearina (vela derretida) no prato. Coloque cerca de 1cm de altura de água nesse prato; acenda a vela e coloque o tubo de vidro, como se ilustra acima. A finalidade da água no prato é vedar a entrada de ar no tubo pela sua base.
A vela permanecerá acesa por pouco tempo; lentamente veremos a chama se extinguir, 'afogada' em seus próprios gases.

A vela apaga porque a reação de combustão combina o oxigênio do ar com o comburente derretido que é a estearina (mistura de ácidos esteárico e palmítico, branca, usada na fabricação de velas), com produção de gás carbônico (e resíduos originários do pavio aceso --- alimentador da reação --- e de eventuais impurezas da estearina). Esse gás quente é quem 'afoga' a chama pois impede a entrada de ar novo que traria oxigênio para alimentar a combustão (combustível)

II) Retire o cilindro e acenda a vela novamente; recoloque o tubo sobre ela e encaixe a folha divisória na borda do tubo, como se ilustra. E, desta vez, a chama não se extingue!

Nessa segunda parte da experiência, a folha divisório estabelece dois caminhos para os gases. A subida dos gases aquecidos, por um dos caminhos, possibilita a entrada de ar pelo outro.
Com isso, forma-se uma corrente descendente de ar novo (frio) por um lado da divisória e outra ascendente de gases quentes ('ar quente') provenientes da combustão (notadamente, gás carbônico). Assim, o ar que envolve a chama é continuamente renovado e essa não se extingue.

Para ter um bom visual do que está acontecendo, acenda o bastão de incenso e aproxime a parte fumegante da boca do tubo, em um dos lados da divisória (escolha um dos caminhos). Se você 'chutou' o lado certo da divisória, verá a fumaça descer por esse lado do tubo dividido e subir pelo outro. O caminho 'escolhido' pelos gases quentes para subir é determinado por diferenças na geometria do arranjo todo.

(*) folha-de-flandres: folha de ferro estanhado, usado no fabrico de numerosos utensílios, calhas e tubulações. Também é correto dizer 'flandes'.

 


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