Lâmpada de Lava

  Você certamente já deve ter visto algumas dessas lâmpadas borbulhantes e divertidas por aí. Se viu, não temos duvidas de que passou algum tempo contemplando os ‘’mágicos’’ efeitos causados em seu interior. Mas como esse objeto curioso funciona? É o que pretendemos explicar a seguir.

 Primeiramente, veremos a sua constituição e os materiais que a compõe. 

    Observe a figura:

• Um composto que forma as "bolhas" flutuantes; 

• Um liquido em que as bolhas flutuam; 

• Uma lâmpada que ilumina e aquece o composto sólido; 

• Um fio de cobre logo acima da lâmpada e imerso no liquido; 

  Ao ligarmos a lâmpada de lava, o fio metálico, por ser um bom condutor térmico, tem como função acelerar o aquecimento do fundo da garrafa. Ao aquecer o sólido presente no fundo, este se funde e se expande, o que o torna menos denso do que o líquido onde está submerso. Tendo diminuído sua densidade, o novo composto líquido que é imiscível em água, forma bolhas que vão em direção á superfície. 

  Como se afastam da fonte de calor que se encontra na base da lâmpada, essas bolhas resfriam-se e tornam-se mais densas que o líquido, mas não o suficiente para se transformar em sólido novamente. Por se tornarem mais densas, as bolhas afundam e ao chegarem perto da fonte de calor, reaquecem-se, o que as torna menos densas e, dessa forma, todo o processo se repete.

   Viu como é fácil?  Vocês podem até fazer em casa a quase lâmpada de lava:

Grupo:

Alice Fonda - nº 2

Ana Crepaldi - nº 3

Beatriz Costa - nº 11

Giovanna Santiago nº 19

Luísa Péret - nº 28

As Propriedades dos Materiais

As mudanças de estado:

                                          

Quando o sólido é aquecido ele passa pelo processo de fusão e se torna um líquido. Quando esse material em um novo estado (líquido) é aquecido novamente ele evapora, se tornando agora um vapor ou gás.

Esse material pode também ser resfriado do gás para o líquido, esse processo se chama liquefação ou condensação. Quando esse líquido é resfriado mais ainda, ele passa pelo processo de solidificação, tornando-se assim um sólido.

Há também um processo chamado de sublimação que é quando o material passa diretamente do estado sólido para o gás, esse processo pode ser também ao contrário, passando do gás para o sólido.

Como é mostrado no gráfico abaixo, no aquecimento da água, por exemplo, é o início da fusão à 0ºC, só existindo água sólida. Na fusão, coexistem sólido e líquido e a temperatura permanece constante(0ºC).No fim da fusão, existe somente  água líquida a 0ºC e a temperatura está sendo aumentada. Quando atinge 100ºC, começa a ebulição, coexistem líquido e vapor em temperatura constante(100ºC). No fim da ebulição, só existe vapor de água e a temperatura está sendo aumentada. No aquecimento, ocorre o inverso deste processo.

              

Quando um gráfico apresenta os dois patamares, representa uma substância e quando não apresenta patamares, representa uma mistura. Mas há duas exceções:

Mistura eutética: quando a mistura apresenta o patamar de fusão definido constante.

Mistura azeotrópica: quando apresenta o patamar de ebulição constante.

Fontes:

http://www.refrigeracao.net/Topicos/mudanca_estado_5.htm

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=35648

Apostila de química 1ª Série do Ensino Médio, Cláudia Cinara e Luciane Soares.

Assista:

http://www.youtube.com/watch?v=f4Ip4odY68Q

Escrito por:

Bruno Morais    Nº 14

Bernardo Sette   Nº 12

Gabriel Lopes       Nº 17

José Neto              Nº 22

Matheus Guerra   Nº 36

Condutividade Térmica

   Condutividade Térmica é uma propriedade específica dos materiais no que diz respeito à capacidade dos mesmos em conduzir o calor.

   Levando em consideração os modelos atômicos dos materiais sabe-se que aqueles que se apresentam no estado sólido possuem maior condutividade térmica e por isso conduzem, de forma mais rápida, o calor, quando comparados os materiais que estão no estado liquido ou gasoso.  Isso acontece, porque no estado sólido as partículas estão mais próximas e possuem uma maior interação quanto no estado líquido, já que essas se apresentam mais distantes diminuindo a capacidade de condução do calor. Já no estado gasoso existe uma mínima condutividade térmica, pois as partículas interagem muito pouco entre si.

   Todos os materiais que apresentam baixa condutividade térmica são denominados bons isolantes térmicos como a madeira e o isopor, mas não há nenhum material que isole, de forma perfeita, o calor, mas sim aqueles que retardam a propagação dele. Já aqueles que possuem maior condutividade térmica podem ser exemplificados pela prata, pelo cobre e alumínio.

   É importante contar que a condutividade térmica é altamente dependente da presença de cargas elétricas livres. Por esse motivo, as substâncias metálicas são ótimas condutoras térmicas, já que elas têm elétrons livres. As substancia iônicas, por sua vez, possuem uma maior condutividade quando estão no estado liquido ou dissolvidas em água, pois nessas situações elas apresentam íons livres, o que se diverge do aspecto das partículas no estado sólido das substancias iônicas, onde não há cargas elétricas livres. As substancias moleculares não são boa condutoras térmicas, pois não possuem cargas elétricas livres.

 Vídeo sobre condutividade térmica

    É possível perceber na tabela abaixo que diferentes materiais possuem condutividades térmicas diferentes. 

Ana Clara de Barros nº4

Julia Costa nº23

Marcela Cotta nº31

Silvia Assis nº43

Sofia Gonzaga nº44

Propriedade dos Materiais

Os materias que fazem parte da nossa rotina possuem um conjunto de propiedades que os caracteriazam. Para produzir um instrumento de trabalho ou qualquer outro objeto, a melhor  opção de escolha é conhecer as propriedades do material e reconhecer qual é mais apropriada para sua finalidade. As caracteristicas mas conhecidas e utilizadas são : solubilidade, densidade, temperatura de fusão/ebulição. 



Densidade

A densidade é a relação entre massa e volume de um corpo. As grandezas massa e densidade são diretamente proporcionais, já as densidade e volume são indiretamente proporcionais. Se aumentarmos a massa, para um mesmo volume, a densidade também aumenta. Porém se aumentarmo o volume, para uma mesma massa, a densidade diminui. 
                    
                                        Densidade = Massa  
                                                                Volume
                     
É possível modificar a densidade de uma substância por misturá-la com outras menos ou mais densas. Observe como isso é feito e como pode ser realizado por meio da seguinte experiência simples e com materiais de fácil acesso:


Materiais necessários:

1 ovo cru;
1 copo ou béquer (pode ser qualquer recipiente transparente);
Água;
Sal de cozinha (cloreto de sódio – NaCl);
Vareta de vidro ou colher para misturar. 

                     

Procedimento:

Colocar água até a metade do copo e adicionar o ovo. Observar quem é mais denso, o ovo ou a água. Em seguida, retirar o ovo, acrescentar sal à água, misturar bem e colocar o ovo novamente.


Resultados e Discussão:

Quando se adiciona o ovo cru na água pura, ele vai para o fundo do recipiente, o que indica que ele é mais denso que a água. Porém, quando se adiciona sal na água, o ovo flutua, conforme a figura abaixo:  

         

    Isso ocorre porque o sal é mais denso que a água; assim a densidade do conjunto “sal + água”, torna-se maior que a densidade do ovo, por isso ele flutua.

http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/densidade-ovo-agua.htm

  Flutuar ou Não Flutuar

Normalmente é atribuída a um material a capacidade de flutuar ou afundar em um líquido. Essa capacidade está relacionada a densidade dos matérias e a superfície de contato.  Assim, os objetos mais densos que a sistema onde se encontram afundam, enquanto os objetos menos densos flutuam. Se a densidade do objeto for a mesma do sistema onde ele se encontra, nesse caso, o objeto permanece imerso onde ele for colocado. 

Obs: A Água é uma exceção a regra. O gelo (água sólida) flutua na água líquida.

Escrito pelo grupo: 

Ágatha Mascarenhas nº1

Ana Costa nº 5

Ana Gontijo nº6

Caio Lelis nº 15

Thalles Diniz nº45

Solubilidade

  Quando falamos em solubilidade, queremos dizer da capacidade de uma substância de se dissolver em outra. Esta capacidade, no que diz respeito à dissolução de um sólido em um líquido é limitada, ou seja, existe um máximo de soluto que podemos dissolver em certa quantidade de um solvente.

  O máximo de soluto que podemos colocar numa certa quantidade de solvente é representado pelo coeficiente de solubilidade, quando a solução atinge esse coeficiente dizemos que ela está saturada, quando não o atinge, dizemos que está insaturada e quando ultrapassa esse valor dizemos que ela está saturada com corpo de fundo ou supersaturada. 

Grupo:

Bruna Athayde – n°13 

Julia Lange – n°24 

Rafael Viana – n°38 

Rebeca Cabral – n°39 

Rodrigo Sampaio – n°42

Modelos Cinéticos

  Os materiais podem ser classificados em sólidos, líquidos e gasosos, considerando forma e volume. Para explicar suas propriedades, utiliza-se o modelo cinético de partículas:

  Nos materiais sólidos, suas partículas se encontram aglomeradas, vibrando em torno de sua posição e presas no retículo cristalino. Em sólidos amorfos, não há um arranjo ordenado das partículas, porém, em sólidos cristalinos, suas partículas conseguem formar um arranjo geométrico definido.
 Ex:

  Quando ocorre a fusão desse sólido, suas partículas passam a vibrar com muita intensidade e deslocam-se de suas posições, desse modo, o arranjo cristalino se rompe e a matéria passa para o estado líquido.
 Nesse estado as partículas ainda mantém contado entre si e vibram constantemente.
Ex:

  À medida que esse liquido vai sendo aquecido, o processo de vibração das partículas aumenta, permitindo a mudança para a fase gasosa.
  Nessa fase as partículas estão bastante espaçadas, totalmente desordenadas e em constante movimento.

Ex:

Gasoso

  Alguns vídeos sobre modelos cinéticos:

CURIOSIDADES: Como congelar a água em 1 segundo

Fonte: Apostila de Química da 1ª série do E.M. do Colégio Santo Agostinho.

Anna Luiza Duarte- nº 8
Bárbara Pires- nº 9
Isabela Gontijo- nº 21
Maria Victória de Fiqueredo- nº 33
Marina Lopes- nº 34

Densidade

         A densidade é uma das propriedades físicas dos materiais. Ela se define como a relação da massa pelo volume de uma determinada substância a uma dada temperatura e pressão.

Representação:            

                                           

É importante lembrar que:

·        A temperatura, a pressão e o estado físico influenciam na densidade da substância.

·        Quando a temperatura é maior, o volume é maior e a densidade é menor.

·        Quando a pressão é maior, o volume é menor e a densidade é maior.

·        Quanto maior o estado de agregação da matéria, maior a densidade.

o       A água é uma exceção à regra. A água sólida (gelo) é menos densa que a água líquida.

           

·        Resumindo:

                 

                        Para uma mesma massa, volume e densidade são inversamente proporcionais.             

                         Para um mesmo volume, densidade e massa são diretamente proporcionais.

                                           

  Para uma mesma densidade, massa e volume são diretamente proporcionais.

                                                                              

·        O QUE VOCÊ PENSA SOBRE MATERIAIS QUE AFUNDAM OU FLUTUAM?

Ao contrário do que muitos pensam, a flutuação não depende somente da densidade. Outros fatores interferem, tais como: a forma do objeto, a maneira como ele é colocado no líquido, a presença ou não de ar em seu interior.

     INDICAMOS:

Bárbara Orsini – 10

Gabriela Maculan – 18

Julia Drummond – 25

Marina Rocha - 35

Renata Megda – 40