A MENTE QUE SE ABRE A UMA NOVA IDEIA JAMAIS VOLTARÁ AO SEU TAMANHO ORIGINAL.
Albert Einstein

quarta-feira, 18 de junho de 2025

Os estados da matéria


Na escola, você provavelmente foi ensinado que havia três estados da matéria: sólido, líquido e gasoso. Então, à medida que aprendeu mais ciência, é possível que tenha encontrado um quarto: plasma.

No entanto, também há muitos estados da matéria menos familiares, com nomes como "condensado de Bose-Einstein" e "cristais do tempo". Então, quantos estados da matéria existem realmente?

A resposta é que existem quatro estados fundamentais da matéria: sólido, líquido, gás e plasma. Estes são os que acontecem naturalmente no Universo. Além destes, há estados exóticos da matéria. Estes são estados da matéria que você certamente não encontrará no seu dia a dia, mas que são permitidos pelas leis da física.

O mesmo material pode existir em muitas maneiras diferentes, dependendo de fatores como temperatura e pressão. Qualquer uma destas formas é chamada de "estado da matéria".

O estado da matéria dita como se organizam as moléculas que a compõem, quanto se movem e a força das forças entre elas, chamadas forças intermoleculares.

Então, dependendo dos tipos de propriedades usadas para definir estados, podem haver dezenas de exemplos diferentes encontrados em ambientes mundanos e extremos em todo o Universo.

Propriedades como condutividade e até características de natureza quântica chegaram a definir novos tipos de estados, incluindo o plasma e os condensados de Bose-Einstein.

https://www.livescience.com/46506-states-of-matter.html

quarta-feira, 11 de junho de 2025

O parafuso de Arquimedes


O parafuso de Arquimedes resolveu um dos maiores problemas práticos da antiguidade, que era encontrar uma maneira fácil de levantar líquidos. Arquimede criou uma máquina que permitiu que esta operação fosse realizada com relativa simplicidade: o parafuso Arquimedean. 

A máquina é composta por um grande parafuso e colocada dentro de um tubo, não necessariamente soldada à água. A parte inferior do tubo é imersa num líquido e, por rotação do parafuso, cada passo recolhe uma certa quantidade de substância que é levantada ao longo da espiral até sair da parte superior, para ser descarregada numa bacia de armazenamento.

A energia para rotação pode ser fornecida por um cabo, por animais, por hélices de moinhos de vento ou por tratores agrícolas. O parafuso de Arquimedes é atribuído a Arquimedes com base nos testemunhos de Diodoro Sículo e Ateneu. Estudos recentes, no entanto, indicam que pode já ter sido inventado antes de Arquimedes, uma vez que se pensa ter sido usado para irrigar os jardins suspensos da Babilônia. Arquimedes pode ter estudado o parafuso durante a sua estadia em Alexandria, no Egito, e pode ter importado um instrumento para a Itália que, portanto, já era conhecido no país do Oriente Médio. 

Os estudos de Arquimedes têm uma notável influência na história da ciência tanto na antiguidade, quando o rigor de suas manifestações é tomado como modelo, quanto na Renascença quando suas obras, publicadas em versões ou no texto original, são tema de grande interesse para aqueles que fundaram Ciência experimental moderna. 
Galileu Galilei pega o parafuso de Arquimedes na sua obra Le Meccaniche: na passagem "Sobre o parafuso de Arquimedes para remover água", ele demonstra como funciona. “Não me parece que neste lugar a invenção de Arquimedes de levantar água com o parafuso seja passada em silêncio: o que não é apenas maravilhoso, mas milagroso; pois descobriremos que a água sobe na videira, descendo continuamente. ”

Ainda hoje, o parafuso de Arquimedes é usado em vários contextos para levantar substâncias nos estados sólidos, líquidos e gasosos. Além disso, o auger hidráulico pode ser aplicado a níveis irregulares de água, uma vez que explora a energia potencial numa posição estacionária. No ponto mais alto, a energia potencial da água é máxima e como resultado da consequente queda para o ponto mais baixo, ela é transportada para um rotor ligado a um gerador que transforma a energia cinética dada pelo movimento do parafuso em energia elétrica. 

O fluido entra na cóclea, ou seja, os seus três ou quatro compartimentos, no ponto mais alto, enquanto um motor, iniciado por um impulso elétrico, a coloca em movimento. Os diferentes compartimentos formam câmaras individuais nas quais a água de entrada empurra, graças à força gravitacional da terra, criando um princípio de rotação. 

A energia produzida pela rotação do eixo auger é transmitida, através de um multiplicador de cinto, para um gerador; a velocidade de rotação é mínima, de fato o que vence nesta tecnologia não é a velocidade, mas a força de impulso.

Fonte: Blog do Arquimede

quarta-feira, 4 de junho de 2025

A tensão superficial da água


Quando a água entra em contato com uma superfície, geralmente ela tende a formar gotículas em vez de se espalhar em uma camada uniforme. Isso ocorre porque a água é composta de moléculas que são atraídas umas pelas outras. 

Na molécula da água o átomo de oxigênio consegue atrair elétrons com mais intensidade do que os de hidrogênio. Isso confere uma polaridade à molécula, ou seja, há um pólo positivo (H+) e um negativo (O-). Assim, há uma atração entre os hidrogênios de uma molécula de água (pólo positivo H+) e o oxigênio das moléculas vizinhas (pólo negativo O-), formando as chamadas pontes de hidrogênio.

Em função desta atração, as moléculas no meio de uma gota de água são puxadas uniformemente em todas as direções por todas as moléculas próximas. Por outro lado, na superfície da gota, devido a presença do ar acima, as moléculas são puxadas principalmente para dentro e para os lados, causando uma "tensão superficial". A superfície da gota de água é mantida unida pela atração entre as moléculas fazendo que resista a ser esticada ou quebrada. 

Essa tensão superficial, permite até mesmo que pequenos objetos mais densos que a água possam “flutuar” em sua superfície, a qual se comporta como uma membrana elástica. Na realidade, o peso do objeto é equilibrado pela força de tensão superficial da água.

É também devido à tensão superficial que alguns insetos conseguem andar sobre a água.

REFERÊNCIAS

https://www.usgs.gov/special-topics/water-science-school/science/surface-tension-and-water#overview

https://www.scientificamerican.com/article/measure-surface-tension-with-a-penny/