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O
acendedor de fogão
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Agora,
trabalhe com um colega, e siga os seguintes passos. Para melhores
resultados, você deverá escurecer as luzes do quarto (ou da sala de
aula).
•
Segure um dos terminais da lâmpada, e esfregue seus pés no tapete. Isso
fez a lâmpada acender? [Repare bem um dos eletrodos da lâmpada e observe
se aparece uma luz avermelhada].
• Agora, peça a seu colega para segurar o outro terminal da lâmpada e,
novamente, esfregue bem os pés no chão (Ops! Esqueci-me de avisar, tire
o sapato!). A lâmpada acende
agora?
• Finalmente, tente acender a lâmpada sem ajuda de ninguém (agradeça
a ajuda de seu colega e dispense-o). Segure a lâmpada por um dos
terminais, esfregue bem os pés do tapete e encoste o outro terminal em
algum objeto de seu quarto ou sala de aula; maçaneta da porta, esquadria
metálica da janela, num prego fincado na parede etc. (o etc. pode ser
também a ponta do nariz de outro colega). A lâmpada pisca ao tocar em
algo?
Importante
a) Pense em termos de 'fluxos de eletricidade’*.
Você consegue explicar por que você precisa ter alguém (ou algo!)
tocando a lâmpada em ambos os terminais?
b) Explique que conversões de energia estão participando desse
experimento. Onde está a energia inicial do processo? Que tipo ela é?
Transformou-se em que? Qual o tipo da energia final?
*
Essa expressão foi escrita de propósito: Não existe 'fluxo de
eletricidade' (daí o fato de colocarmos o asterisco) e sim fluxo
de cargas elétricas. Eletricidade é um ramo da Física, assim como o
é a Mecânica ou a Óptica, e não uma grandeza física. Escrever 'fluxo
de eletricidade' é tão 'bobo' como escrever, por exemplo, 'deslocamento
da dinâmica de A para B' ou 'velocidade de propagação da óptica'.
3-
Lâmpada
de néon: Produzindo energia elétrica usando a pressão
Para esse experimento,
você precisará do seguinte equipamento:
Lâmpada de néon
Faiscador piezelétrico (acendedor de fogão a gás)
Dois fios comuns com garras ‘jacaré’ nos extremos
Advertência: o faiscador piezelétrico produz uma tensão elétrica bastante alta (cerca de 8 000 volts) quando se aperte o botão de disparo! Isso ocorre quando se dá uma rápida compressão num tipo muito especial de cristal denominado ‘cristal piezelétrico’. A intensidade de corrente elétrica do processo é bem pequena, não chega a ferir ninguém que receba essa faísca, mas dói e assusta! Não toque a extremidade metálica do acendedor ou o extremo do fio ligado a ela! Por outro lado, o fio do acendedor é bastante frágil; por gentileza, tenha bastante cuidado com ele.
O
faiscador é o acendedor de um fogão a gás. Quando você aperta o botão
no extremo, isso produz uma alta tensão que fará uma faísca saltar
entre os eletrodos próximos.
• Conecte os terminais de alta tensão do acendedor com os terminais da lâmpada néon mediante os dois fios dotados de garras ‘jacarés’ nas extremidades. Observe a ilustração:
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•
Agora, aperte o botão do acendedor (faiscador), e veja o que acontece.
Descreva
o que está acontecendo. Que conversões de energia estão ocorrendo?
É bom que você saiba que, quando aperta o botão do acendedor, você está
comprimindo uma mola de seu interior. Quando essa mola comprimida atinge
seu curso final, solta-se, empurrando uma espécie de ‘martelo’ que
bate no cristal piezelétrico.
4-
‘Pipocando’ com álcool
Esta experiência não
é perigosa se for corretamente encaminhada, mas é
muito importante que você siga todas as instruções!
A
primeira coisa que você vai precisar para esta experiência é colocar óculos
de proteção ou outra coisa que proteja seus olhos. A tampa da
embalagem de filme será arremessada, assim como parte de seu conteúdo e,
por isso, você precisa proteger-se.
A segunda coisa que você vai precisar é de algumas gotas de álcool
isopropílico. Esse álcool, em Sala de Aula, deverá ser manuseado pelo
professor. Você precisará apenas de uma ou duas gotas!
Mais álcool não fará a experiência ter desempenho melhor, e
poderá causar problemas.
Eis o restante do equipamento do que você vai precisar:
Embalagem plástica de filme de 35mm
Dois pregos pequenos
Dois fios comuns com garras jacarés nas extremidades
Acendedor piezelétrico para fogão a gás
Execute
esses passos:
•
Pegue os dois pregos e os empurre pela lateral da embalagem de filme de
forma que eles quase se, mas não devem chegar a tocarem-se (deixe uns 2
mm entre pontas).
• Ligue os terminais do acendedor, através dos dois fios, nesses
pregos, como se ilustra abaixo
• Com a embalagem sem a tampa, e sem tocar nos pregos, aperte o botão
do acendedor. Verifique se entre as pontas dos pregos salta uma faísca.
Ajuste a distância entre as pontas dos pregos de modo que, cada vez que
apertar o botão do faiscador, salte uma faísca entre essas pontas.
• Agora, você usará o álcool. Desconecte o acendedor de fogão.
Coloque uma ou duas gotas de álcool no interior de sua embalagem de filme
e coloque a tampa, rapidamente e firmemente.
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• A seguir, re-conecte o acendedor/faiscador. Coloque a embalagem sobre
a mesa, apontando diretamente para cima; ajuste o protetor em seus olhos e
afaste-se até quanto os fios permitirem ... aperte o botão do acendedor.
O
que acontece? Descreva o que você vê, e o que você pensa estar
acontecendo.
Até a tampa pular fora, que tipos de energia estão em jogo? Há pelo
menos três tipos diferentes de energia; tente identificar todos!
De onde vem a energia inicial dessa experiência? Sob que tipo ela se
apresenta?
Por que é importante que o álcool vaporize no interior da embalagem?
5-
Decompondo a água
Na última experiência, você
teve a oportunidade de converter energia química em outros tipos de
energia. Agora nós vamos converter energia elétrica em energia química;
vamos fazer um pouco de combustível!
O combustível que vamos fazer é o gás hidrogênio. Como sabemos, água
é composta de hidrogênio e oxigênio. Se conseguirmos decompor a água
(e é o que faremos ao fazer uma corrente elétrica através dela), iremos
conseguir gás hidrogênio e gás oxigênio.
Eis
o material que vamos precisar para esse experimento:
Embalagem plástica de filme com dois pregos espetados nela (o mesmo do experimento anterior)
Água fria
Tablete de Alka-Seltzer
Dois fios com garras jacaré nos extremos
Bateria de 9V
Detergente de lavar pratos
Pregos
Fósforos
Acompanhe
os passos:
•
Preencha sua embalagem de filme com água fria, até cobrir os pregos.
• Adicione à água pequenos pedaços de Alka-Seltzer, lentamente, de
forma que não espume sobre os lados. Aguarde até tudo parar de
borbulhar.
Agora,
nós vamos ‘acrescentar’ um pouco de ‘eletricidade’:
•
Use os dois fios com garras para conectar a bateria de 9V aos pregos,
pelos lados de fora da embalagem de filme. Verifique se os pregos estão
debaixo da água dentro da embalagem de filme. O que nota você?
Você
nota alguma diferença entre o que está acontecendo com um prego e com o
outro? Que diferença é essa? Que você acha que passa a acontecer logo
após ter ligado a bateria nos pregos?
As
bolhas que você vê são de gás hidrogênio e de gás oxigênio. Gás
hidrogênio queima; de fato, você pode usa-lo até para fazer um carro
andar! Vamos coletar um pouco dessa mistura explosiva.
•
Retire a tampa da embalagem de filme e use um prego para fazer um pequeno
buraco em seu centro. (Peça ajuda se você tiver dificuldade para fazer
isto.) Ponha a tampa na embalagem.
• Agora conecte a bateria de 9V e deixou o de sistema funcionar por um
minuto ou dois.
•Toque os lados da embalagem de filme; o que sente na mão? Agora,
desconecte os fios e deixe coisas como estão.
Com
que tipo de energia começa essa experiência? Que tipo de energia
transfere-se através dos fios?
Vamos
coletar algum gás para inspeção. Faremos isto pondo um pouco de solução
de detergente sobre o buraco no topo da embalagem de filme e deixaremos o
gás que vai sendo produzido fazer bolhas de sabão.
•
Coloque pouco de solução de detergente sobre o buraco no topo da
embalagem de filme. Agora conecte a bateria novamente. Está observando as
bolhas de gás que se formam na solução de detergente?
•
Agora vem a parte excitante do experimento; deixe uma bolha grande (ou um
grupo de bolhas pequenas) se formar e fique pronto com a caixa de fósforos.
Assim que uma boa bolha de formar, acenda o palito e aproxime da bolha.
POP!
O
que acontece? Você pode explicar tudo isso que aconteceu? Já sabe
enumerar a seqüência de conversões de energias que ocorreram? Com que
tipo de energia começa e com que tipo termina?
Observações
finais
A
grande lição que você aprendeu com esses experimentos é: não podemos
criar ou destruir energia, só podemos converte-la de uma modalidade
(tipo) para outra. E tem mais, podemos fazer tais conversões de muitos
modos diferentes. Você já pensou de quantas maneiras pode acender uma
fogueira?
Podemos converter energia elétrica em térmica e luminosa (através de
uma lâmpada incandescente, por exemplo); podemos converter energia cinética
em elétrica (esfregando os pés no tapete, por exemplo); podemos
converter energia química em térmica, cinética e sonora (como aquela do
estouro do álcool); e assim por diante.
Como você fez essa série de experimentos, temos certeza que tomou
conhecimento disso tudo.
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