Fritador de salsichas
(Condução iônica e efeito Joule)

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

Objetivo
Salientar a condução elétrica nos condutores iônicos e a manifestação do efeito Joule, usando como condutor elétrico uma salsicha. Apreciar a queda de potencial elétrico ao longo da salsicha, durante sua 'fritura', através de diodos emissores de luz (LEDs).

Lastro teórico
Existem, essencialmente, três tipos de condutores elétricos, a saber, os sólidos, os líquidos e os gasosos. Melhor que isso, será caracterizá-los por 'espécies', salientando em cada espécie quem são os portadores de carga elétrica responsáveis pela corrente elétrica que os atravessa:

Condutores de primeira espécie,
que têm como principal exemplo os metais, admitem como portadores de carga, exclusivamente, elétrons.
Condutores de segunda espécie,
que têm como principal exemplo as soluções iônicas (eletrólitos), admitem como portadores de carga, exclusivamente, íons (cátions + e ânions -).
Condutores de terceira espécie,
que têm como principal exemplo os gases ionizados, admitem como portadores de carga, tanto íons (cátions e ânions) como elétrons.

Independente da espécie, a passagem da corrente elétrica através deles têm como conseqüência o 'efeito Joule', ou seja, observa-se neles um aquecimento oriundo da conversão de energia elétrica em térmica. O efeito Joule não é o único efeito inerente à corrente elétrica, há outros, dos quais, o "efeito magnético" é o único invariavelmente associado a ela.

Nesse trabalho, vamos salientar a passagem da corrente elétrica através de um condutor iônico (a salsicha) ligado em série com uma lâmpada incandescente e a manifestação do efeito Joule que nela se processa (pela 'fritura' da salsicha).
Você poderá incrementar esse experimento, calculando, num dado intervalo de tempo, quanto de energia elétrica foi consumida e dissipada no cozimento da salsicha. Para tanto, deverá instalar dois medidores elétricos, a saber, um voltômetro C.A. com fundo de escala de 150 V, em paralelo com os garfos e um amperômetro C.A. com fundo de escala 2 A, em série com os garfos.
A energia consumida no processo pode ser encontrada traçando-se um gráfico da corrente em função do tempo e integrando (calculando a área sob o gráfico). Realmente, a intensidade de corrente através da salsicha é razoavelmente 'constante' e você poderá trabalhar com o valor médio.
Nada impede, também, de você incluir um termômetro digital espetado na salsicha e assim ter as temperaturas inicial e final.

A salsicha
Bem, dizer que alguém sabe de que é feita a salsicha é uma verdade, dizer que todos sabem de que é feita a salsicha ...
Em teoria poderíamos dizer que a boa salsicha é feita de 'carne de porco' e 'carne de vaca'. Todavia, sabemos que as salsichas mais baratas contém tipicamente 'galinha', devido ao baixo custo e à disponibilidade da galinha mecanicamente separada e, talvez, um pouco de carne de porco. De todo modo, uma salsicha dentro de um pão, formando um sanduíche, recebe a denominação de "cachorro quente", o qual pode ou não ser acompanhado de 'condimentos' (mostarda, maionese, ketchup, pimentão, cebola, picles etc.)
Os 'engenheiros de alimentos', de modo geral, consideram o cachorro quente insalubre, dado o elevado índice de sódio, gordura e nitratos. Em alguns paises, no intuito de mudar as preferências dietéticas, o 'miolo' da salsicha foi convertido para peru e galinha, baixando assim o índice de sal.
Uma coisa é notória, todos esses possíveis ingredientes da salsicha constituem condutores de segunda espécie, ou seja, são condutores iônicos.

O fritador
Nosso fritador de salsichas consiste numa base de madeira (20 x 25 cm) na qual foi instalado um soquete para lâmpada incandescente comum, dois garfos (todo de aço inox) e um terminal 'Sindall' (além de fios de ligação). Eis as fotos do fritador já pronto:

Como se observa, os dois fios provenientes da rede elétrica domiciliar chegam ao terminal 'Sindall' fixado na base do fritador. De um desses dois contatos do terminal sai um fio azul (usei fio rígido #16) que é ligado a um dos terminais do soquete da lâmpada; do outro contato do terminal sai um fio vermelho (fio rígido #16) que é ligado a um dos garfos. O terminal restante do soquete da lâmpada é ligado ao outro garfo. Os garfos de aço inox foram cortados, ficando apenas 1,5 cm de seu 'cabo', onde foram feitos furos para passar parafuso de madeira e a seguir dobrados em ângulo de 90^o. Os parafusos fixam tanto os garfos como seus fios. Eis, à esquerda, o esquema elétrico da montagem:

Procedimento
Comece espetando os extremos da salsicha nos garfos, como se ilustra acima. A seguir, enrosque uma lâmpada de 127V, 40W no soquete. Feito isso, ligue o cordão de força (os dois fios que saem do terminal Sindall e terminam com um plugue) na tomada da rede domiciliar (127VAC). Se sua rede elétrica for de 220VAC, troque a lâmpada citada por outra de 220V, 40W.
Repare na salsicha que já começará a se aquecer e algum tempinho depois começa a inchar devido à formação de gases provenientes da 'fritura'. O tempo certo de fritura dependerá de vários fatores e, entre os principais estarão: a potência da lâmpada instalada em série com a salsicha e a própria salsicha (devido à seu 'segredo' de fabricação). Se quiser diminuir o tempo de cozimento basta trocar a lâmpada de 40W por outra de 60W ou ainda por outra de 100W --- quanto maior a potência da lâmpada, menor a resistência de seu filamento e conseqüentemente maior será a intensidade de corrente para a salsicha.
Nota: Não vamos chegar ao exagero de instalar um dimmer no lugar da lâmpada, né?

Atenção: Isso é um experimento didático e não um fritador de salsichas profissional! Se for comer a salsicha (não custa nada dar uma experimentada no sabor!), corte as regiões onde os garfos foram espetados pois ali ficará uma marca escura devido aos sub-produtos da eletrólise com as pontas de aço inox.

Se você for incrementar o experimento, como sugerido no Lastro Teórico, o esquema é o indicado à direita, na ilustração acima.

Conclusão
A salsicha é realmente um condutor iônico de corrente elétrica, tanto é que a lâmpada colocada em série acendeu! Se a salsicha fosse isolante isso não aconteceria. O calor transferido para os ingredientes da salsicha determinaram sua 'fritura' e esse calor é proveniente da energia térmica em trânsito desde os locais por onde passa corrente elétrica e as demais partes da salsicha. Fica constatado o efeito Joule.

Para uma Feira de Ciências, para aumentar o dinamismo do experimento, poderemos por em destaque um efeito, que apesar de óbvio, ou seja, a queda de potencial elétrico ao longo da salsicha, não deixa de ser interessante. Para evidenciar isso, basta espetar alguns diodos emissores de luz (LEDs) na salsicha. Podem ser LEDs comuns, vermelho, verde, laranja, amarelo etc. Os LEDs acendem! Eis a ilustração dessa disposição:

Bom sucesso!