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segunda-feira, 12 de dezembro de 2011

Vela debaixo d'água

Já vimos aqui como a água pode ser o elemento ultra secreto de um momento de magia que deixa os vossos amigos boquiabertos. Tal como naquele caso o que vamos ver hoje é também resultado da transferência de calor para a água.

Precisamos de:
  • 2 velas, idênticas.
  • 2 tigelas fundas, mais fundas do que a altura das velas preferencialmente iguais  mas não necessariamente,
  • fósforos, ou isqueiro,
  • água, suficiente para encher as duas tigelas.
Como fazer:
  1. Coloquem as duas tigelas num local onde possam ficar durante algum tempo sem atrapalhar;
  2. Coloquem as velas lá dentro;
  3. Encham uma das tigelas com água, deixem cerca de 1 cm da vela fora da água;
  4. Não coloquem água na segunda tigela;
  5. Acendam as velas, deve ser o adulto a mexer nos fósforos ou isqueiro;
  6. Esperem;
  7. Deixem os pavios arder, até que, a vela que está na tigela com água atinja o nível da mesma;
  8. Deixem arder mais um pouco;
  9. Observem.
Resultados:
A vela da tigela sem água arde normalmente, à medida que o pavio vai sendo consumido a vela vai diminuindo de tamanho, e a cera derretida vai escapando pelo bordo da vela.
A vela que está na tigela com água arde normalmente até ao nível da água, neste ponto, ou talvez uns milímetros antes, a vela começa a formar um "funil", impedindo a água de entrar em contacto com o pavio, e a vela continua a arder durante mais algum tempo.


Porquê?
Ambas as velas são consumidas pela chama do pavio, se as velas forem iguais podem mesmo constatar que elas ardem à mesma velocidade até a água seja colocada na equação.
Mas tudo se altera pela presença da água. A vela é consumida porque a cera é aquecida pela chama do pavio e derrete.
Quando colocamos uma vela a arder esperamos que ela derreta, mas quando a colocamos dentro de água esperamos que ela apague.
Mas a verdade é que podemos constatar por experimentação que ela não apaga, parece que a vela tem um instinto de sobrevivência, tal como o balão, e da mesma forma que o balão não rebentou, a vela também não apaga, em vez disso forma-se como que um buraco, um funil delimitado por paredes finas de cera protegendo o pavio da acção da água.
Isto acontece porque a água absorve muito bem o calor, é necessária uma quantidade enorme de calor para para alterar a temperatura da água.
Quando o pavio arde e transfere o calor para a cera, a cera do exterior da vela partilha a energia que recebe com a água, transferindo algum calor para o líquido permitindo-lhe continuar fria e consequentemente não derreter.
Este sistema é como o do balão, está equilibrado durante algum tempo, não até ao fim da vela, até porque num dado momento as paredes vão colapsar com a pressão (peso) da água a vela "afunda".

Isto é uma demonstração, transformem este ensaio numa experiência:
  • fazendo variar o tipo de vela, quanto tempo aguenta acesa sem que a água apague o pavio?
  • fazendo variar a temperatura da água na tigela, a vela fica acesa mais tempo?
Registem os vossos dados numa tabela e tirem as vossas conclusões.

Et voilá!
Há coisas que desafiam o bom senso

Divirtam-se

3 comentários:

mfc disse...

Olha que interessante!

Anónimo disse...

não é magia, é ciência!

clara mltav disse...

e a magia confunde se com a ciência :)

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