Download Exp. Prático 23 - Fumaça que desce

ROTEIRO PARA O EXPERIMENTO PRÁTICO
FUMAÇA QUE DESCE
ÁREA DO CONHECIMENTO
Física
CONTEÚDO
Termodinâmica: transferência do calor; correntes de convecção.
OBJETIVO
Observar as correntes de convecção em um recipiente utilizando fumaça.
DESCRIÇÃO
Convecção é o mecanismo de propagação do calor característico dos fluidos (líquidos
e gases). Seu princípio básico é que a densidade de uma substância muda com a
temperatura graças à dilatação térmica que experimenta. Em consequência, as partes
mais aquecidas de um fluido sempre se deslocarão para cima (são menos densas), ao
passo que as mais frias terminarão descendo (pois são mais densas). O movimento das
diferentes partes do fluido dará origem às chamadas correntes de convecção.
As correntes de convecção estão presentes em inúmeros fenômenos naturais — do
voo das aves, planadores e das asas delta ao aquecimento dos continentes através das
correntes marinhas — e têm papel decisivo no clima. Em nossas residências, elas são
as responsáveis pelo funcionamento das geladeiras, freezers e aparelhos de ar
condicionado. No caso da geladeira, o ar quente nas vizinhanças de um alimento
recém-colocado no seu interior sobe em direção ao congelador, dado que é mais leve
do que o ar frio ali presente. Este, por sua vez, “cairá” sobre o alimento, dele retirando
mais calor e diminuindo a sua temperatura. Com isso, ele se aquece e o processo se
repete. Os condicionadores de ar trabalham de forma análoga e funcionam de maneira
contrária à dos aquecedores, como as lareiras e fogueiras.
MATERIAIS
Uma garrafa pet de 2 litros (sem o rótulo, para que o fenômeno seja
observado);
Papel ofício;
Tesoura;
Cartolina;
Fósforo.
PROCEDIMENTO
1. Corte a parte superior e a inferior da garrafa pet, de modo que ela se assemelhe
a um cilindro comum.
2. Faça dois furos na parede lateral desse “cilindro”: um na parte superior e outro
na inferior, diametralmente oposta ao primeiro furo.
3. Com dois pedaços de cartolina, vede completamente as duas extremidades do
“cilindro” (bases superior e inferior). É importante não deixar o ar passar por
essas regiões!
4. Pegue um pedaço pequeno de papel ofício e o enrole formando um pequeno
tubo. Coloque-o no orifício superior da garrafa (mais ou menos um terço do
tubo de papel deve ficar dentro do “cilindro”).
5. Acenda o fósforo com cuidado e ateie fogo na ponta do papel fora do
“cilindro”. Cuidado para não deixar o fogo chegar até a garrafa.
6. Observe o que acontece enquanto o papel queima.
Agora tente responder às perguntas seguintes:
Por que a fumaça desce ao invés de subir, mesmo estando aquecida?
Qual a razão de se fazer o furo na parte de baixo na lateral do “cilindro”? O
que aconteceria se ele não existisse? (Você pode verificar a sua resposta
tampando o furo inferior com fita adesiva).
RECOMENDAÇÕES DE SEGURANÇA
Cuidado ao manusear a tesoura e o fogo!
Cuidado para que o fogo não atinja a garrafa plástica.