Porque
quando o gelo chega do congelador ele se prende a um objeto metálico
que é colocado junto ao gelo?
A
água se transforma em gelo a zero grau Celsius, mas o quando o gelo
sai do ele está abaixo de zero. Quando você encosta um metal à
temperatura ambiente no gelo ele derrete um pouco do gelo com que
entra em contato. Acontece que os metais tem baixa capacidade térmica.
Então o metal entra em equilíbrio térmico com o gelo rapidamente,
adquirindo uma temperatura abaixo de zero. Como conseqüência, a água
que o metal tinha derretido volta a se solidificar, agindo como
"cola" entre o a pedra de gelo e o metal.
Para
que esta experiência funcione, é necessário que o gelo esteja
abaixo de zero, senão ele não vai conseguir congelar a água que o
metal derreteu. Se o gelo estiver fora do congelador a algum tempo
(por exemplo dentro da limonada já no final do almoço), ele estará
em fusão, portanto exatamente a zero graus Celsius, e portanto não
conseguirá resfriar a água.
Outra
restrição é que o metal não pode estar à mesma temperatura do
gelo ou abaixo, pois senão ele não consegue derretê-lo. Faça um
teste: se o metal estiver à mesma temperatura do gelo (deixe-o
bastante tempo no congelador junto com o gelo) ele não gruda no gelo.
O
mesmo efeito acontece quando um corpo molhado encosta num corpo
gelado. Se você tentar pegar uma gaveta de gelo com a mão molhada
verá que ela gruda por um pequeno instante. E se tiver a ocasião de
ir a um pais frio durante o inverno (EUA, Europa, Argentina), nunca
segure um portão ou uma barreira de metal com a mão molhada nem
deixe crianças encostarem os lábios nisto: ficariam grudados
imediatamente e seria necessário chamar os bombeiros para aquecerem o
metal com maçarico!
...
qual a proporção de água para sal, usada por Fahrenheit na sua
experiência em que desenvolveu a escala de mesmo nome...?
Daniel
Gabriel Fahrenheit, polonês e muito rico, viveu de 1686 a 1736.
Inspirou-se, para construir a sua escala termométrica, no grande físico
dinamarquês Olaus Roemer, que foi a primeira pessoa a medir a
velocidade da luz. Roemer construía termômetros, e Fahrenheit, que
nessa época vivia em Copenhagen, costumava visitá-lo para aprender a
fazer termômetros também. Roemer usava como temperaturas a solução
em equilíbrio de água e gelo, e a temperatura do corpo humano.
Quando
começou a construir os seus termômetros, Fahrenheit procedia assim:
colocava os termômetros (vários deles) em mistura de água com gelo
e marcava neles o valor 30; a seguir os colocava (um a um, é claro)
na axila "de uma pessoa com saúde" e marcava 90. A esta
altura os termomêtros já estavam calibrados. Para testar a calibração,
colocava-os depois em uma mistura de água, gelo e sal do mar, ou de
água, gelo e sal de amônia, e exigia que todos marcassem a mesma
temperatura. Essa mistura era feita na hora, sem proporções
especificadas, pois servia só para verificar se todos marcavam a
mesma temperatura. Isto está relatado no seu trabalho, publicado nas
Philosophical Transactions of the Royal Society of London, volume 33,
página 78, de 1724. Portanto, ele não diz em lugar nenhum quais as
proporções da mistura, e provavelmente ele mesmo não sabia, e nem
era necessário, para o fim a que se destinava.Mais tarde a
temperatura da mistura água-gelo passou a ser chamada de 32, e a do
corpo humano de 96. Esta última, é claro, não se usa mais: usa-se,
como você sabe, a temperatura de ebulição da água a uma pressão
bem estabelecida.
Os
livros sobre termometria são muito imprecisos sobre esta história.
Cada um conta uma coisa. A obra mais séria é o Dictionary of
Scientific Biography, artigo Fahrenheit, que existe na biblioteca do
Instituto de Física da USP.
Este texto faz parte da resposta de
um professor do Instituto de Física da USP a uma pergunta feita via
internet. Para saber mais acesse o site: http://www.if.usp.br/fisico/respostas.html
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