Brinquedos com ciência PAP DIY- Helicóptero de papel

Existem uma série de brinquedos utilizam e aplicam conceitos científicos simples, este é um deles. O helicóptero de papel é um destes brinquedos.
Este brinquedo proporciona, não só, algum tempo de brincadeira como desafia os irrequietos a re-construir e adaptar o modelo base para obter melhores resultados.

Precisamos de:

• papel, várias espessuras;
• lápis, ou caneta;
• clips, médios,
• tesoura, ou x-acto,
• régua.

Acesso a:

• impressora, facultativo.

Como fazer:

1. Se tiverem acesso a uma impressora imprimam a template;
2. Caso não tenham impressora desenhem a imagem numa folha, com a ajuda da régua, vão ter oportunidade de verificar que as medidas não têm, necessariamente, de ser as que aparecem na template;
3. Recortem os rectângulos, os picotados são dobras, as linhas cheias são cortes de tesoura;
4. Sigam as instruções de dobragem do PAP;
5. Fixem o clip;
6. Atirem a vossa construção ao ar, também podem subir ao cimo de umas escadas e deixar cair o modelo de papel;
7. Observa o que acontece.

 O que acontece?
A construção de papel cai, girando sobre si mesma e suavemente, até ao chão.

Porquê?
Na verdade a construção que acabámos de fazer é uma simulação dos rotores de um helicóptero, por isso também pode ser denominado Rotor de papel. Quando o rotor cai, o ar empurra as lâminas para cima, forçando-as a dobrar um pouco para cima. Neste ponto, a resistência do material de que são feitas as lâminas força o restante ar a deslocar-se horizontalmente, e a empurrar o "corpo" do rotor. Observem a imagem, nela podem observar o esquema de forças.

Com duas forças a empurrar cada uma das lâminas para cima, e duas forças a empurrar o corpo do rotor horizontalmente e para lados opostos o brinquedo cai, suavemente e a girar.

O passo seguinte:

Existem inúmeras perguntas que podes fazer a partir deste ponto.

• Lancem o rotor ao ar, observem para que lado giram as lâminas, é no sentido horário ou anti-horário? Agora dobrem as lâminas no sentido contrário, lancem novamente o brinquedo ao ar, para que lado ele gira?
• Desenhem com a ajuda da régua rotores idênticos à template mas com relacções diferentes entre os diferentes elementos (lâminas, corpo, cauda).
• No exemplo que utilizámos as lâminas são do mesmo tamanho da cauda, e se forem mais pequenas? e se forem maiores? Cai mais depressa? Cai mais lentamente? Gira mais devagar?
• Façam variar a altura do corpo do brinquedo, se for mais pequeno o que acontece? e se for maior?
• Em vez de um clip, utilizem um objecto mais pesado, podes utilizar o clip para o prender... (por exemplo podes utilizar chaves, de vários tamanhos/pesos). Ou simplesmente utiliza mais do que um clip. Com mais peso, como se comporta o brinquedo?

Estas são apenas algumas das perguntas que podem tentar responder mas o Mentes Irrequietas tem certeza de existem outras perguntas que podem ser feitas.
Utilizem um cronometro, não se esqueçam de registar tudo no  caderno de apontamentos, não variem mais do que um elemento de cada vez e divirtam-se.


Et Voilá!
Brinquedos de papel

Divirtam-se!

Porque empenam as portas- Estrelas de palitos

Os irrequietos continuam a colaborar com o Mentes e a enviar perguntas que estão sem resposta. Tentamos sempre responder de uma forma prática e com apoio visual, talvez por isso demoremos mais a responder a todas as perguntas irrequietas.

O João tem 7 anos, é de Bragança e quer saber porque é que as portas ficam perras, ou por outras palavras, porque é que as portas empenam.

Este é um truque relativamente simples de executar, e que irá responder à pergunta do João.
Basta ter acesso a alguns palitos e um pouco de água, não é de todo um truque original, mas produz sem dúvida um efeito curioso que ajuda a explicar alguns fenómenos que ocorrem no nosso dia a dia e esse é, sem qualquer dúvida, o objectivo do Mentes Irrequietas®.

Precisamos de:

• 5 palitos de madeira, também funciona com fósforos,
• água,
• corante, facultativo
• 1 palhinha,
• 1 prato. 

Como fazer:

Corámos a água de verde

1. Dobrem os palitos ao meio, não os partam, os palitos devem apenas ser dobrados;
2. Coloquem os palitos com as pontas dobradas unidas no centro no prato, como na foto (3);
3. Encham um copo com água;
4. Adicionem 2 ou 3 gotas de corante à água;
5. Coloquem a palhinha dentro do copo;
6. Tapem a palhinha com o dedo indicador e puxem-na para cima, se taparem a palhinha convenientemente a água deverá ficar dentro da palhinha;
7. Coloquem a palhinha por cima da zona dos palitos dobrados;
8. Retirem o dedo, isto fará com que a água caia sobre o prato;
9. Observem.

NOTA: Podem ser precisas várias tentativas até conseguirem alinhar os palitos convenientemente para obterem uma estrela minimamente simétrica, não desistam, a persistência é meio caminho andado para o sucesso.

Porta exterior de madeira

O que acontece?
Os palitos "movem-se" até que as pontas toquem umas nas outras, formando-se uma estrela.

Porquê?
Porque a madeira absorve a água e expande.

Na natureza a madeira e a água coabitam sem qualquer problema. A madeira diz-se um material higroscópico, dito de uma forma bastante simples, a madeira naturalmente "dá e tira" água do meio em que está, de forma a obter um equilíbrio perfeito com o meio. A madeira chega mesmo a absorver quantidades enormes de água, atingindo níveis de humidade enormes e transformando-se assim num óptimo local para o desenvolvimento de fungos decompositores.

Muitas casas têm problemas
com humidade que levam ao
apodrecimento da madeira

A quantidade de humidade da madeira (MC), ou seja a quantidade de água que um determinado pedaço de madeira tem é quantificável de forma percentual, por exemplo, dizer que o nível de humidade de uma madeira é de 200% significa que ela tem o dobro do seu peso em água, ou seja, se pesar 1kg tem 2kg de água, o que lhe confere um peso final de 3kg.
Uma madeira com 19% MC é considerada uma madeira seca, o valor de equilíbrio entre a água e a madeira é cerca de 28%MC, neste valor as células da madeira têm dentro delas o máximo de água que podem carregar sem prejudicar a sua forma e o seu metabolismo.

Mas como nos pode ajudar isto no dia a dia? todos nós já vimos portas que empenam, principalmente no Inverno. 

Ora, porque é que isto acontece?

Soalho com humidade

Porque as portas absorvem humidade do exterior, principalmente no Inverno, e o nível de humidade, que deveria estar nos cerca de 28%MC, aumenta provocando a expansão da porta.

Regra geral as portas de exterior são sujeitas a tratamentos especiais de protecção contra a absorção de água, mas estes tratamentos, com o passar dos anos, perdem a sua eficácia e se não forem reforçados de tempos a tempos as portas acabam por empenar.
Lixar a porta é uma boa solução! Eventualmente resolve o problema naquele Inverno, quando chegar a Primavera a porta seca e o seu nível de humidade volta aos 28%, ou

Os fungos conseguem impressionar
com a sua beleza, mas
não os queremos dentro de portas

menos, e a porta ficará com folga, originando, entre outras coisas, a entrada de insectos indesejáveis e de correntes de ar.
Se a tua porta está empenada no Inverno o melhor será aproveitar o Verão e tratá-la convenientemente para evitar problemas no Inverno.

Este fenómeno também é visível quando construímos uma jangada, em que a madeira, depois de estar dentro de água incha ligeiramente.

A resposta ao João
João, as portas "emperram" ou empenam, porque absorvem a água do meio que as rodeia, Bragança tem, sem dúvida, um Inverno rigoroso e um Verão também ele extremo, o que faz com que a madeira atinja valores de humidade extremos, ou seja, como níveis de MC muito baixos e muito altos, por outras palavras os níveis de humidade na madeira têm grandes amplitudes, se ela não for tratada, claro.

Fontes:
http://www.globalwood.org/tech/tech_moisture.htm

Et voilá!
O que os palitos ensinam!

Divirtam-se!

Microgravidade- video- Chris Hadfield

Já falámos tantas vezes aqui sobre a tensão superficial da água que talvez os irrequietos possam pensar que não há muito mais a dizer. A realidade é que esta coisa da ciência tem uma coisa fantástica, se nos debruçarmos o suficiente sobre os assuntos há sempre mais qualquer coisa a dizer, há sempre mais um paragrafo para ler, há sempre algo novo para aprender.

A NASA ( National Aeronautics and Space Administration – Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço) disponibiliza, desde 1995 um serviço denominado, em português, Imagem Astronómica do Dia. O que trazemos até vocês hoje é um video retirado da versão espanhola desse serviço norte americano. A versão em castelhano está disponível em Observatorio: Una imagen diaria del Universo.

Então vejamos o vídeo filmado pelo astronauta Chris Hadfield comandante da Expedição 35. Este comandante estava estacionado na Estação Espacial Internacional do inicio deste ano e quis mostrar ao grande público o que acontece quando se escorre uma toalha molhada no espaço, em microgravidade.

O que é a microgravidade?
Segundo o site Micrograviade.com a microgravidade diz respeito a um ambiente de gravidade 0, ou seja ausência de gravidade.

E o que é a gravidade?
A gravidade é a força que atrai dois corpos um para o outro.
Graças à existência da gravidade as maçãs caiem das árvores- como conta a história de Newton, ainda que seja de consenso geral que esta história é... apenas uma história. É também graças à gravidade que mantemos os pés assentes na Terra- ainda que muitos andem com a cabeça na Lua- e que os planetas giram em orno do Sol. quanto maior a massa do corpo maior é esta força.

Na realidade a microgravidade e engraçada e curiosa de ser observada. quem não gosta de ver os astronautas a flutuar fora da nave? Quem não gosta de ver os objectos a flutuar pela nave à espera de serem agarrados por um astronauta, também ele a flutuar? Aliás, quem não gostaria de experimentar a "gravidade 0"? E se vos dissessem que diariamente há muitas pessoas que experimentam a sensação da microgravidade? É verdade, pular num trampolim ou andar numa montanha russa propicia às pessoas experiências de microgravidade, ainda que por um muito curto período de tempo, a gravidade 0 ocorre durante "queda livre" que estas actividades proporcionam.

O video
Chris Hadfield comandante da Expedição 35 demonstra, neste vídeo, o que acontece quando escorremos uma toalha em microgravidade.
Intuitivamente seria de esperar que a água se soltasse da toalha e se espalhasse pela cabine da aeronave, não fosse esta a imagem que estamos habituados a ver quando vemos os astronautas na televisão. Mas o que acontece é realmente espantoso e curioso. Algumas gotas "voam" da toalha, é verdade, mas a maioria da água presente na toalha forma um cilindro à volta da toalha, como se não quisesse "ir embora", como se dissesse "este é o meu lugar, deixa-me ficar". Quando a água toca as mãos do astronauta, ela adere a elas e forma também uma "capa" à volta dos seus dedos, como se fossem luvas gelatinosas.

Este fenómeno é bem conhecido e já o experimentámos, testámos e demonstrámos várias vezes, este fenómeno chama-se tensão superficial ou tensão superficial de aderência.
A água tem uma capa, como se fosse uma pele, de moléculas de água que se mantém ligadas por pontes de hidrogénio (podes ler mais sobre estas pontes aqui), quando Hadfield forçou a água a sair da toalha as suas moléculas aderiram não só umas às outras por pontes de hidrogénio, como também ao objecto mais próximo- importante também referir que esta adesão só é possível desta forma porque estamos em ambiente de gravidade 0, nestas condições a água "flutua", na Terra ela cairia ao chão.

Chris Hadfield
Chris Austin Hadfield nasceu em Sarnia, Canadá, a 29 de Agosto de 1959. Hadfield foi o primeiro canadiano a fazer uma "caminhada espacial" e a comandar uma expedição na Estação Espacial Internacional.
Hadfield está reformado desde 3 de Julho de 2013, a última vez que "aterrou" vindo do espaço foi a 4 de Maio de 2013 a bordo da nave Soyuz TMA-07M.

Fontes:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Chris_Hadfield
http://www.microgravity.com/introduction.html
http://observatorio.info/ 
http://hypescience.com
http://www.space.com

Et voilá!
Assim não precisavamos de esfregona!
Divirtam-se!

Trepar, trepar, trepar até lá acima

Normalmente a água cai, acontece nas cascatas, nos rios, quando a derramamos... isto acontece pela acção da força da gravidade, mas
também é possível observar a água a subir nas mesmas condições de gravidade.

Vamos criar um sistema de rega automático rudimentar baseado no principio da difusão.

Precisamos de:

• copo, qualquer um serve,
• cordel, de algodão é melhor, podem utilizar uma trança de tecido, para isso façam uma trança com um pano velho.
• pedaço de cartão, suficientemente grande para servir de tampa ao copo,
• água,
• vaso com uma planta,



Adicionámos corante alimentar
verde à água para
conseguir observar a sua
progressão pela trança de
algodão

• tesoura.

Como fazer:

1. Encham o copo com água;
2. Coloquem o cordel/trança dentro do copo, o cordel deve tocar no fundo do copo e ficar com a ponta para fora, como na imagem;
3. Coloquem o copo na beira do vaso, de forma a que a água que escorrer do cordel possa cair na terra;
4. Cortem o cartão no tamanho adequado para tapar o copo, recortem o cartão de forma a deixar passar o cordel sem lhe tocar;

ATENÇÃO:

• O cordel nao pode ficar a tocar na terra;
• O copo tem de ficar ligeiramente acima do nível da terra;

O que acontece?

Fizémos uma trança
com um pano velho

Dependendo da grossura do cordel/trança e da quantidade de água no copo ele irá pingar água para a terra durante dias.

Porquê?

Usámos água corada

Devido à capilaridade. Como já explorámos aqui várias vezes em tópicos referentes à cromatografia ou à difusão, é possível fazer com que a água suba, a este fenómeno chamamos acção da capilaridade.

A capilaridade é muito útil a diversos processos que ocorrem na natureza como:

• a circulação de sangue nos vasos sanguíneos mais estreitos (surpreendentemente chamados capilares);
• a passagem da água das raízes para a planta;
• ou a subida da cera derretida pelo pavio de uma vela.

Mas então porque é que a água pinga do outro lado?
Quando molhamos o cordel, numa das pontas, a água trepa pelas fibras que constituem o tecido do cordel e, por difusão, ao fim de algum tempo a água trepou até à borda do copo. Neste ponto é a força de gravidade que arrasta a água para baixo, para dentro do vaso.

Porque é que o cartão que serve de tampa não pode tocar no cordel?
Porque iria interferir na difusão da água pelo cordel. A difusão ocorreria também no cartão e este ficaria ensopado.

Nota: 

• Conseguem observar este fenómeno com mais eficácia se juntarem corante à água. 
• A trança que fizemos é muito grossa, só serve para efeitos de demonstração, a água vai sair do copo muito depressa. Para fazer um sistema de rega eficaz utilizem um cordel de algodão, ou um daqueles que as pastelarias utilizam para fechar as caixas dos bolos.

5 minutos depois a água já tinha chegado à
ponta da trança. 24h depois o copo
estava vazio, se querem fazer um sistema eficaz
 utilizem um cordel mais fino. a trança só é útil
para fins de demonstração

Et voilá!
Já podem ir de férias descansados. Mas não usem corante quando o objectivo for regar

Divirtam-se!

Corações de leite- Plástico de caseína

Hoje vamos fazer um plástico muito divertido. Este plástico pode ser utilizado para fazer muitas coisas como transformar leite em prendas variadas, decoradas com amor e pintadas por irrequietos criativos.

Precisamos de:

• Filtro ou pano de algodão velho,
• Funil, não é essencial mas ajuda,
• Recipiente resistente ao calor, caso usem o funil este deve conseguir ser apoiado no recipiente, 
• 500ml de leite,
• 50ml de vinagre,
• Panela,
• Prato fundo,
• Faca.

Acesso a:

• fogão, cuidado com as mãos, pede a um adulto que trate desta fase.

Como fazer:

1. Aqueçam o meio litro de leite numa panela, não o deixem ferver;
2. Desliguem o lume;
3. Vertam os 50ml de vinagre para a panela, devagar para não pingar;
4. Com cuidado mexam a solução resultante, o leite vai "talhar", ficar em forma de flocos;
5. Filtrem a mistura heterogénea para outro recipiente, de maneira a obteres a caseína o mais pura possível (usa o funil e um filtro de papel);
6. Deixem filtrar bem a solução, isto pode demorar muito tempo, vejam no fim deste "procedimento" como acelerar este processo;
7. Raspem a parte sólida para um prato fundo com a ajuda de uma colher;
8. Com as mãos lavadas empurrem este "barro" para dentro do molde, comprimam bem!
9. Deixem secar, pode demorar muitos dias, depende da altura do molde que escolheram.
10. No final podem pintar com tintas normais.

 

Opções para acelerar o processo: 
Podem colocar um pano de algodão no funil e verter a solução para o funil, em seguida agarrem as pontas do pano, com cuidado para não entornar o líquido, e espremam/torçam o pano, de forma a expulsar todo o líquido e ficar só com a parte sólida.

Nota:
Porque a ciência tem destas coisas, os imprevistos acontecem e os corações dos irrequietos cá de casa foram comidos pelos pássaros antes de secarem... repetimos o ensaio e quando estiverem secos mostramos aqui o resultado final.

O que acontece?

• Quando adicionámos o vinagre ao leite quente verificámos a formação de flocos brancos no leite. 
• Utilizando o filtro/pano de algodão conseguimos separar, com sucesso, a fase líquida da fase sólida do leite flocolado.
• Esta massa sólida é altamente moldável e quando seca torna-se num material bastante rígido.

Porquê?
Porque o vinagre faz com que o leite se separe num líquido e uma massa sólida (esta massa é composta de gordura, minerais e caseína).
Porquê?
É uma simples reacção ácido/base. O ácido (ácido acético ou vinagre) reage com a caseína do leite (base) formando uma polímero que precipita.
Como é formado esse polímero? 
A caseína é uma proteína, esta proteína está toda dobrada sobre si mesma,- imaginem um novelo de lã fortemente apertado-, quando é aquecida e misturada com um ácido como o vinagre, ela desdobra-se e rearranja-se, ou seja, imaginem que as moléculas de caseína se partem e formam uma longa corrente, a esta corrente chamamos polímero. É este polímero que precipita.
E o que é um polímero? 
É uma longa corrente de moléculas em que cada elo da corrente é um molécula (ou conjunto de moléculas) a que chamamos monómeros. Estes monómeros organizam-se nessa cadeia num padrão repetitivo, como na imagem.

Assim...
Depois da filtragem, a substância branca que fica no filtro/pano está pronta a ser moldada e pintada depois de seca.

O que é a caseína?O leite é uma combinação de diversos elementos sólidos em água. Os elementos sólidos representam aproximadamente 12 a 13% do leite e a água, aproximadamente 87%. Os principais elementos sólidos do leite são lipídios (gordura), carboidratos, proteínas, sais minerais e vitaminas.
A caseína é o componente principal da proteína láctea- ou seja, é a proteína presente em maior quantidade no leite. A principal característica desta proteína é ser uma fosfoproteína, cuja hidrólise produz além de aminoácidos, o ácido fosfórico. 2,6% do leite inteiro é caseína.
As micelas de caseína e os glóbulos de gordura são responsáveis pela maior parte das características físicas (estrutura e cor) encontradas nos produtos lácteos.

Utilização de caseína como plástico:

Aspecto do leite depois de
adicionar o vinagre

Ora bem, a caseína é composta de moléculas que podem dobrar até que secam e endurecem, formando um plástico.
Historicamente a caseína tem vindo a ser utilizada como plástico desde há milhares de anos, tendo sido bastante popular na primeira metade do século XX. Nesta altura esta proteína era largamente utilizada como matéria prima para fabrico de botões, fivelas, contas e outras bijutarias. Hoje utilizamos derivados do petróleo para estas funções.
Apesar da caseína poder ser moldada com sucesso em condições de pressão e temperatura normais, não produz um material suficientemente estável para utilização industrial antes de ser mergulhado em formol, o que torna este plástico "pouco prático" industrialmente. Têm sido conduzidos alguns estudos científicos sobre a utilização deste plástico natural, de forma a transforma-lo numa matéria prima mais apetecível.

Podem, e devem, ir um pouco mais longe:
Esta é uma demonstração,podem facilmente transformá-la num projecto para uma feira de ciências ou numa experiência, heis algumas sugestões:

• Repitam o procedimento fazendo variar a relacçao leite:vinagre, ou seja, será que 500ml de leite para 50ml de vinagre é a relacção ideal para a precipitação da totalidade da caseína presente no leite que estão a utilizar? Utiliza uma balança para pesar a quantidade final de caseína extraída.
• Utilizem outras marcas de leite;
• Utilizem leite magro, gordo e meio gordo, existe alguma relacção entre a gordura do leite e a quantidade de caseína?
• Leite de vaca, de ovelha, de cabra... como varia a quantidade de caseína no leite de espécie para espécie?
• O leite de soja comporta-se da mesma forma? Porquê? 
• A temperatura influencia a quantidade de caseína extraída do leite?
• ....

As possibilidades de explorar este procedimento como experiência e até transformá-lo num projecto são imensas.
A variável depende de como constroem a hipótese e a pergunta! Por isso é muito importante que isso esteja muito claro antes de começarem.

ATENÇÃO:
Anotem tudo no vosso caderno de registos (pesos, volumes, temperaturas, etc).
Variem só uma variável de cada vez! (variáveis possíveis: marca do leite, teor de gordura, origem do leite, temperatura de aquecimento, relacção leite:vinagre... etc)

Fontes:
http://www.sciencebuddies.org
http://www.plastiquarian.com
http://www.enq.ufsc.br/disci/eqa5216/material_didatico/componentes_do_leite.htm
http://www.shipibonation.org/como-fazer-plastico-e-criar-pequenos-brinquedos.html
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia8/AG01/arvore/AG01_128_21720039243.html
The language of Biotechnology a dictionary of terms- ISBN 0-8412-2982-1

Et voilá!
Não deixem as vossas esculturas ao ar livre a secar... os pássaros comeram os primeiros corações que fizemos! 

Divirtam-se!

Bolas de pingpong, ar e amolgadelas

Quem joga ping pong está familiarizado com a chatice de ter bolas estragadas por amolgadelas.
Na realidade estas bolas não estão estragadas, apenas necessitam de "uma mãozinha" para voltar ao activo.

Então... Que se pode fazer com uma bola de ping pong amachucada?
Existem formas de voltar a deixá-la redonda, quase como nova, e se mais nada funcionar... podemos sempre utilizá-la num projecto irrequieto.

Precisamos de:

• bola de ping pong amolgada,
• secador de cabelo,
• copo,



Tiago Apolónia, Marcos Freitas
e João Monteiro chegaram ás
meias-finais dos Jogos Olímpicos!

• água quente.

Como fazer: 

• 1º método:

1. Liguem o secador de cabelo;
2. Segurem a bola na palma da mão, sem a apertar;
3. Façam incidir o ar quente do secador na bola durante alguns minutos.

• 2º método:

1. Aqueçam a água, cuidado com as queimaduras;
2. Coloquem a água quente no copo;
3. Coloquem a bola no copo e esperem durante alguns segundos, o tempo depende da temperatura da água, não aqueçam a água até fervura pois vão ter de rolar a bola de vez em quando e se a água estiver muito quente queimam-se.

O que acontece:
Em qualquer dos métodos, ao fim de alguns segundos, dependendo da "amolgadela", a bola começa devagar a recuperar a sua forma inicial.

Porquê?
Porque o ar ocupa espaço e ocupa mais espaço ainda quando é sujeito a calor.
Porquê? Porque expande.
Porque é que a bola quando arrefece não volta a amolgar? Isso é outra história, mas de uma forma simples... a bola não volta a amolgar porque o plástico de que é feita é suficientemente rígido para que ela mantenha a forma, caso contrário não seria possível fazê-la passar de um lado para o outro da mesa de ping pong com a raquete, ela colapsava.

Vejam mais sobre as propriedades do ar aqui

Outras demonstrações da expansão do ar

Porque que é que rebentam as garrafas no congelador 

Encolher uma garrafa

Diferenças de pressão- Lata sugada

Et voilá!

Antes de deitar fora a bola experimentem!

Divirtam-se!

Trocas de energia para cá e para lá, Entalpia

Reacções químicas exotérmicas e endotérmicas
Uma reacção química pode libertar ou absorver energia. A energia presente nas reacções químicas apresenta-se sob a forma de calor.

• Quando a reacção liberta energia diz-se que é uma reacção exotérmica, o que significa que durante a passagem dos reagentes a produtos de reacção é libertada energia. Em linguagem química quando escrevemos a fórmula química da reacção, o calor que se liberta neste tipo de reacção aparece no lado dos produtos.
• Por outro lado quando a reacção consome energia diz-se que é uma reacção endotérmica, o que significa que a passagem dos reagentes a produtos de reacção depende do consumo de energia. Em linguagem química quando escrevemos a fórmula química da reacção, o calor que se liberta neste tipo de reacção aparece no lado dos produtos.

Segundo a Lei da Conservação da energia a energia não pode ser criada ou destruída, apenas transformada- lembrem-se de Lavoisier e do "Nada se cria, nada se perde, tudo se transforma", e então é razoável dizer que se a reacção liberta energia ela tinha de estar "fechada" em algum lado...  da mesma forma também é verdade que se a reacção precisa de energia tem de a ir buscar a qualquer lado...

Reacção exotérmica:

reagentes ----------> produtos de reacção + calor(energia)

Reacção endotérmica:

reagentes + calor(energia)----------> produtos de reacção 

Entalpia

O Sol. Fonte de energia natural

Se generalizarmos este pensamento fica claro que todas os compostos encerram energia, armazenam energia. É também correcto pensar que a quantidade de energia armazenada por substâncias diferentes pode, e em princípio é, diferente. A esta quantidade de energia armazenada numa substância os cientistas chamam entalpia e é representada por H e exprime-se em Joules (J).

Descomplicando:

• Quando a entalpia dos reagentes é maior do que a dos produtos- a reacção liberta energia, a reacção é exotérmica. Ou seja: se a energia armazenada no inicio (reagentes) é maior do que a armazenada no final (produtos) então, como "Nada se cria, nada se perde, tudo se transforma", a energia tem de ir para algum lado.



Processos endotérmicos (brasilescola.com)

• Já no caso da entalpia  dos produtos ser maior do que a entalpia dos reagentes acontece o contrário- a reacção consome energia, a reacção é endotérmica. Ou seja: Há menos energia encerrada nas substâncias iniciais do que nas finais... então é lógico concluir que os produtos da reacção vão buscar energia a algum lado, normalmente o sol, a luz ou uma chama de queima.

Exemplos:
Reacção endotérmicas:

• fotossíntese (processo de produção de Oxigénio que ocorre nas plantas por acção da luz): 



Processos exotérmicos (brasilescola.com)

• 6 CO2(g) + 6 H20(l) + Energia=> C6H12O6(aq) + 6 O2(g)

Reacção exotérmicas:

• combustão (queima do carvão por exemplo): 
• carvão + O2 => CO2 + Energia

Podemos fazer uma demonstração deste fenómeno.

Precisamos de:

• esfregão "palha de aço" novo, atenção que tem de ser dos baratos, daqueles que oxidam, podem utilizar outro material de ferro, desde que caiba dentro do frasco,
• vinagre, daquele simples sem aromas, de vinho branco,
• frasco com tampa ou com possibilidade de ser fechado,
• termómetro.

Como fazer:

1. Coloquem o esfregão dentro do frasco;
2. Coloquem lá dentro o termómetro;

   

   As plantas fazem a fotossíntese
   Processo que consome energia,
   processo endotérmico

3. Fechem bem o frasco;
4. Aguardem 5min;
5. Leiam a temperatura, tomem nota do valor;
6. Abram novamente o frasco;
7. Retirem o termómetro;
8. Derramem o vinagre por cima do esfregão, podem agitar o frasco levemente;
9. Coloquem o termómetro lá dentro;
10. Fechem o frasco;
11. Aguardem 5 min;
12. Leiam novamente a temperatura.

O que acontece?
A temperatura aumentou na segunda leitura.

Porquê?
O vinagre actua sobre a pelicular que protege o esfregão, removendo-a. Este processo deixa o ferro exposto reage com o oxigénio, num processo lento a que chamamos de "ferrugem". Neste processo é libertada energia sob a forma calor, é este calor que aquece o termómetro e faz a temperatura subir

Passos seguintes:

• Este é apenas um exemplo de uma reacção exotérmica, podes explorar outras reacções à tua volta;
• Ou então podes tenta encontrar reacções endotérmicas e reproduzi-las em ambiente controlado.

Não te esqueças de:

• anotar todos os resultados que obtiveres;
• variar uma variável de cada vez;
• fazer um ensaio controlo.

Et voilá!
Trocas de energia para cá e para lá
Divirtam-se!

Banho de cobre, limpar moedas II

Um dos primeiros posts do Mentes Irrequietas foi sobre "Limpar moedas de cts". Quando os irrequietos cá de casa levaram a cabo essa demonstração fizeram uma pergunta muito irrequieta e intrigante:

Como é que sabemos que os resíduos e o cobre ficam suspensos no vinagre?
Não dá para tirar o cobre do vinagre?

Nunca é demais lembrar que este método não deve ser utilizado para limpar moedas de colecção ou de valor, pode inutilizar ou desvalorizar a moeda, para limpar moedas de valor deve aconselhar-se com um especialista. 

Para ter certeza de que os resíduos ficam suspensos no vinagre,

Precisamos de:

• moedas de 1 2 e 5cts., bem sujas de preferência,
• vinagre, daquele do costume, de vinho, sem nada adicionado,
• sal grosso,
• copo de vidro, ou frasco de preferência com tampa,
• colher,
• pregos de ferro, devem caber totalmente no frasco, submersos,
• guardanapos de papel,
• palito. 

Como fazer:

1. Coloque 2 dedos de altura de vinagre no copo;
2. Juntem um pouco de sal grosso, meia colher de sobremesa, para o frasco é cerca de uma colher de sopa;
3. Mexam o vinagre com o palito, ou se usaram um frasco tapem-no bem, a agitem para dissolver o sal;
4. Coloquem 2 ou três moedas dentro do copo, ou frasco;
5. Deixem repousar durante 1a 2 min, se o frasco tiver tampa fechem-na por causa do cheiro;
6. Retirem as moedas;
7. Coloquem-nas em cima de um guardanapo de papel e deixem secar;
8. Observem;
9. Coloquem o prego dentro do copo, frasco;
10. Aguardem 30 min;
11. Observem;
12. Retirem o prego;
13. Coloquem-no em cima de um guardanapo de papel e deixem secar;
14. Observem.

O que acontece?
As moedas ficam limpas. Na primeira observação do prego, ainda dentro do frasco, conseguem-se distinguir algumas bolhas minúsculas. quando o prego é colocado em cima do guardanapo ele adquire uma aparência acobreada.

Porquê?
A solução de vinagre e sal solta os resíduos nas moedas, este resíduo  é chamado óxido de cobre. Na ausência deste resíduo, as moedas ficam novamente brilhantes.
As moedas de 1 2 e 5 cts são de aço e depois levam um banho de cobre, são estes átomos de cobre que reagem com o vinagre, para onde vai este produto de reacção? fica em suspenso no vinagre.

Quando numa segunda fase se colocam os pregos dentro do frasco, o cobre que ficou em suspensão no vinagre reage com a superfície destes pregos "colando-se" a eles e dando-lhes o aspecto de cobre. A este processo chama-se galvanização, o que fizemos foi dar um banho de cobre aos pregos, ainda que de forma rudimentar.

Galvanização- Processo químico de electrólise, pelo qual um qualquer metal é revestido por outro, com o intuito de lhe melhorar o aspecto, o valor ou de o proteger com agressões do meio.

Não dá para tirar de lá o cobre, mas está lá e vem agarrado aos pregos.

Et Voilá!

E é para lá que o cobre vai!

Divirtam-se!

O Ar ocupa espaço 4- mergulhadores secos

Este ensaio baseia-se no facto de duas coisas, sejam elas quais forem, não poderem ocupar o mesmo espaço. É na realidade uma demonstração muito simples e mas na realidade muito útil para demonstração de princípios relacionados com a pressão e também com o espaço físico que a matéria ocupa.

Precisamos de.

• copo de vidro,
• alguidar, mais alto que o copo,
• água, suficiente para encher o alguidar,
• plasticina, uma bolinha do tamanho de uma moeda de 10 cts,
• papel de cor, uma tira pequenina, 2 cm de largura por 3/4 cm de altura, depende da altura do copo,
• pau de espeto, podem usar uma faca, um pau chinês, um fósforo grande... desde que chegue ao fundo do copo.

Como Fazer:

1. Encham o alguidar de água;
2. Certifiquem-se de que o copo está bem seco, a presença de água pode estragar a demonstração;
3. Façam uma bolinha com a plasticina;
4. Utilizem o pau de espeto para a fixar no lado de dentro do copo, no fundo;
5. Virem o copo de boca para baixo, se a plasticina não cair, está bom;
6. Prendam a tira de papel à plasticina que colocaram no fundo do copo, da mesma maneira que colocaram lá a plasticina;
7. O papel deve ficar a cerca de 1,5 / 2,5cm do fundo do copo, se necessário cortem o papel;
8. Virem o copo de boca para baixo;
9. Coloquem-no, devagar, dentro do alguidar, este passo tem de ser feito com calma e com firmeza, o copo deve entrar o mais possível na vertical.

O que acontece?

• Consegues chegar ao fundo do alguidar sem molhar o papel?
• Consegues fazer subir o copo com o papel sempre seco?

Com algum treino e paciência vais conseguir responder Sim às duas perguntas.

Porquê?
Porque o ar ocupa espaço.
Quando o copo entra dentro da água está cheio de ar. Se ele descer perfeitamente na vertical, o ar não escapa de dentro dele, e a única maneira que a água tem de entrar no copo é expulsando o ar de lá, logo a água não entra.

Pela imagem podemos perceber que o ar fora do copo exerce uma força vertical na superfície da água, essa mesma força tem de ser vencida por nós quando empurramos o copo cheio de ar para baixo, por isso temos a sensação de que "é difícil". Ao mesmo tempo que empurramos o copo e a água exerce pressão para cima para entrar no copo, o ar exerce força para baixo, se inclinar-mos ligeiramente o copo podemos deixar uma pequena quantidade de ar escapar e alguma água entrar, mas dependendo da profundidade, se inclinar-mos demais o copo "inunda".

Se tivermos precisão suficiente o copo vai e vem seco.

Passos seguintes:
Para ires um pouco mais longe

• podes incorporar esta demonstração num projecto de ciências,
• podes espantar os teus amigos e familiares com uma magia colorida. Usa duas tiras de  papel de filtro de café embebido em corante forte, 2 cores, uma para cada fita, 2 tamanhos, quando a fita tocar na água a água tinge da cor que escolheste.
• podes também construir o teu próprio sino de Halley, em ponto pequeno, claro. Podes usar espátulas de madeira, por exemplo.

Edmond Halley
Em 1717 Edmond Halley inventou o sino de mergulho. Este aparelho baseava-se exactamente neste pressuposto, de que a água só entra se conseguir expulsar o ar que está dentro da Halley conseguiu manter 5 pessoas debaixo de água, a uma profundidade de cerca de 18m, por mais de uma hora -mais tarde conseguiu alargar este período de tempo a cerca de 4h. Apesar dos seus esforços Halley não conseguiu que o seu aparelho tivesse grande utilização prática, principalmente por ser muito pesado.
campânula, ora se esta descer vertical, sem oscilações, a água não entra. A atmosfera neste aparelho era renovada através de ar proveniente da superfície. Com este aparelho
O sino de mergulho foi o antecessor do submarino.

Para o caso de te estares a interrogar, sim, E. Halley também deu o nome ao cometa Halley, e é por isso que este astrónomo, geofísico, matemático, meteorologista e físico Inglês é mais conhecido. Halley deu o seu nome a este cometa porque foi o primeiro a estudar e traçar a a sua órbita.

Fontes:
www.sitedecuriosidades.com
http://maritimo.blogspot.pt

Et voilá!
Conseguiste mantê-lo seco?

Divirtam-se!