Ar frio ar quente, movimentação do ar

Esta é uma experiência simples que se pode fazer quase em qualquer casa. apenas é necessário assegurar a presença de um adulto e uma porta numa sala aquecida.

Precisamos de:

• uma porta,
• uma sala aquecida, cuja porta dê acesso a uma zona mais fria,
• uma vela,
• uma boa dose de paciência.

Como fazer:

1. Acendam a vela, deve ser o adulto a fazer isto;
2. Segurem a vela na vertical;
3. Aguardem alguns segundos, até a vela estar a queimar bem;
4. Abram a porta, apenas um "bocadinho";
5. Coloquem a vela o mais alto que conseguirem, junto à abertura da porta;
6. Aguardem uns segundos;
7. Observem e registem de que forma se mexe a chama;
8. Coloquem a vela o mais baixo possível;
9. Aguardem uns segundos;
10. Observem e registem de que forma se mexe a chama.

O que acontece?
Quando seguram a vela "o mais em cima possível" a chama move-se "para fora" da sala aquecida, mas quando a seguram "o mais baixo possível" ela move-se no sentido contrário, "para dentro".

Porquê?



Já tivemos oportunidade de falar sobre o ar quente e o ar frio várias vezes. De uma forma grosseira, o ar quente é mas leve que o ar frio e quando uma sala é aquecida o ar quente que vai sendo aquecido sobe, obrigando o ar frio a descer.

É assim que funcionam os aquecimentos ao nível do solo, o aquecimento aquece o ar em redor, este sobe para a camada superior de ar da sala forçando o ar frio a descer, que por sua vez em contacto com o aquecimento é aquecido e sobe.... e assim sucessivamente até que todo o ar esteja aquecido. (Eventualmente o ar quente arrefece e volta a descer para ser aquecido).

Ora, no caso do nosso ensaio a sala onde estamos está aquecida (seja por aquecimento ou outro factor) a sala esta mais quente que o exterior. No passo seguinte abrimos a porta, (apenas uma "nesga"), o que vai acontecer é que o ar quente vai escapar da sala, é vulgar nestas ocasiões ouvir alguém dizer: "Fecha a porta que o calor foge". Na verdade o ar quente não "foge", apenas se desloca, devido a diferenças de pressão e temperatura, para a zona mais fria. O mesmo acontece com o ar frio, que também se desloca da mesma forma, ainda que em sentido contrário, de fora para dentro da sala.

A este movimento de ar quente/frio chamamos de corrente de ar, esta corrente de ar irá manter-se até que a temperatura dentro da sala seja a mesma do que no seu exterior, a menos, claro, que se feche e isole a porta.

Então o que indica o movimento da chama?
A direcção da chama indica o sentido em que o ar circula naquele ponto. Quanto mais em cima estiver mais o ar quente circula e a chama move-se para fora da sala quente. Quanto mais em baixo estiver a vela mais perto da zona de deslocação de ar frio está e a chama move-se para dentro da sala quente.

Uma casa mal isolada é por isso uma casa pouco eficiente em termos energéticos, normalmente gasta-se muita energia para manter a casa quente e o calor "perde-se" por falta de isolamento.

NOTA: 

• Arranjem algum tipo de suporte para a vela de modo a evitar que a cera derretida vos possa queimar as mãos, não é uma grande queimadura mas é desconfortável. 
• Quanto maior for a diferença de temperatura entre as duas salas melhor funciona.
• Em alguns filmes de Hollywood este fenómeno é explorado. Muitas vezes o herói percebe que tem uma saída, para além da morte inevitável num gruta húmida e escura, porque a chama da sua tocha abana ao passar numa fenda na parede.

O passo seguinte:

• Conseguem encontrar uma zona na abertura da porta onde a chama permaneça imóvel? Se acham que é possível, em que zona da porta estará localizado esse ponto? Porquê?
• Não é possível? Porquê?
• Verifica a tua teoria pela experimentação- com muita paciência.