MOTOR TÉRMICO 4 - EFEITO CURIE - FEIRA DE CIÊNCIAS ... O imperdível !

Motor por Efeito Curie
(Motor térmico 04 - duas versões)

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

A) Versão rotativa

Objetivo
Construir um motor didático, de estilo bastante diferente do convencional usando, um aro de arame recozido, um suporte, um ímã e um bico de Bunsen.
Há motores baseados nos mais esdrúxulos princípios. Esse que apresentamos é uma confirmação disso, mas tem muitos outros ... aguardem!

Montagem
Consiga um pedaço de arame de uns 2 ou 2,5 mm de espessura e comprimento de meio metro. Passe esse arame sobre a chama de um bico de Bunsen, de um maçarico ou mesmo da chama do fogão a gás, até avermelhá-lo. Deixe-o esfriar lentamente; 'frite-o' de novo, deixe-o esfriar. Pronto você já tem um arame de ferro recosido; ele é mais mole do que o arame comum (as floristas usam muito esse tipo de arame recosido, comprado em rolo, para fazer os arranjos florais).
Curve esse arame sobre uma lata cilíndrica, de modo a ter um aro (anel) de uns 9cm de raio. As pontas podem ser soldadas (mas, não com solda comum estanho/chumbo) ou simplesmente amarradas com outro pedacinho de arame mais fino.
A seguir precisamos montar, com esse aro, uma roda de eixo vertical (de preferência com mancais de rolamento por esferas). Uma rodinha de madeira ou alumínio com um rolamento encaixado no centro virá bem a calhar. Faça furos radiais nessa roda, para encaixar 'raios' de fios de cobre grosso (fio # 14), que sustentarão o aro. Observe a ilustração (a):

Vamos ao estágio final.
Coloque um ímã próximo à borda do aro. O aro será atraído, pois é confeccionado com material ferromagnético; o suporte do eixo do disco e o suporte do imã impedirão que se grudem. Coloque agora o bico de Bunsen a uns 2cm da região do arco mais atraída pelo ímã e sob o aro, de maneira a esquentar o arame recosido, como se ilustra ... e o disco começará a girar!

Estranho, muito estranho... mas gira!

Explicando
A explicação novamente é simples (basta você ser adepto das ciências e não dos misticismos) : com o aquecimento, o ferro atingiu o 'ponto Curie', temperatura acima da qual o ferro perde suas propriedades magnéticas; aquela região aquecida não é mais atraída pelo ímã... as outras sim... isso determina um torque em relação ao eixo, que faz com que o disco gire.
Conforme gira, outras partes do aro serão aquecidas, enquanto que as anteriores esfriam, readquirindo seu ferromagnetismo, e tudo reinicia. Simples, muito simples.
Com isso você aprendeu algo mais sobre o magnetismo. Porque não conta aos outros? Pode ter certeza que essa sua colaboração poderá impedir que muitas pessoas ingênuas sejam enganadas. As feiras de ciências são excelentes oportunidades para tais colaborações. Participe!

B) Versão pêndulo

Esse motor termomagnético pendular é muito simples. Basta suspender uma pequena peça de material ferromagnético de modo que possa balançar como um pêndulo, próxima a um ímã e usar a chama de uma vela. A ilustração praticamente informa quase tudo que queremos:

O sucesso imediato do fenômeno vai depender apenas de um fator; da tal peça ferromagnética usada como pêndulo. O ideal é que essa peça tenha um baixo ponto Curie, ou seja, que perca sua propriedade ferromagnética em temperatura não muito elevada. Numa primeira experiência usamos uma velha moeda de puro níquel (era uma moeda canadense). Moedas de ligas níquel-cobre podem funcionar mas, quanto mais cobre tiver pior ferromagnetismo a moeda exibirá. Certos ímãs feitos de terras-raras funcionam muito bem nesse motor pendular pois perdem suas propriedades magnéticas mesmo com a 'baixa' temperatura da chama de uma vela ou da queima de um chumaço de algodão embebido em álcool. Se você usar um desses pequenos ímãs em forma de moeda (ou mesmo alguns usados em 'ímãs de geladeira') como peça pendular e, não funcionar com a vela, talvez tenha que usar um 'queimador' mais enérgico tal qual o bico de Bunsen.
O ímã fixo pode ser 'reto' ou 'curvo' (tipo ferradura). Ímãs extraídos de alto falantes funcionam perfeitamente em nosso projeto. O ímã deve ser colocado bem próximo da peça pendular (não pode 'grudar'), com o pêndulo numa dada amplitude (afastado de sua posição de equilíbrio). A chama da vela deve atingir apenas a peça pendular e não o ímã fixo. Os fios de suspensão são finos fios de cobre bem flexíveis.

Quando a chama aquecer a peça pendular até o seu ponto Curie ela perderá as propriedades magnéticas (não será mais atraída pelo ímã fixo) e a gravidade a arrastará para longe do ímã. Nesse percurso pendular afastando-se do ímã o material esfria e recupera sua propriedade magnética; na volta será novamente atraído pelo ímã e se colocará sobre a chama (isso poderá acontecer, com certas peças pendulares, depois de duas ou mais oscilações). Se o número de oscilações até esfriar for grande procure aumentar o comprimento do pêndulo; isso aumentará seu período dando mais tempo para o resfriamento. E o ciclo se repete.

Para a peça balançar de um lado para o outro sem sair de seu plano de oscilação foi utilizada um suspensão bifilar (suspensão com dois fios). Um grosso pedaço de arame foi utilizado para, após dar uma ou duas voltas ao redor do ímã, suportar o pêndulo.