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
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'.
