São várias as lendas que envolvem o uso desse aparelho que trabalha na velocidade da luz. Veja as principais questões sobre o assunto
MITOS E VERDADES
As microondas escapam do forno em funcionamento.
VERDADE. Os fornos modernos são feitos da forma mais segura possível. Seu interior é revestido de metal, que reflete as microondas, conservando-as em seu interior. Ao atingir os alimentos, as ondas se transformam em calor e praticamente deixam de existir. "No entanto, por mais blindado que seja o forno, um pouco sempre escapa", afirma o físico Alexandre da Silva Sanches. Por isso, há quem aconselhe manter uma distância do aparelho em funcionamento. "Acontece algo similar com o aparelho de televisão: ele emite outro tipo de onda eletromagnética, os raios X, e esse é o motivo para a recomendação de ficar sempre a dois metros de distância da TV ligada", acrescenta.
É mais seguro esperar alguns segundos para abrir a porta.
MITO. Depois que o forno apitou, pode-se abrir a porta sem problemas: ele está desligado e não há produção de microondas
Microondas causam câncer.
AINDA NÃO SE SABE. "Não existem experiências publicadas em revistas científicas que comprovem isso em seres humanos. Estudos têm sido realizados com animais, mas é difícil traduzir esses resultados para possíveis efeitos em humanos", explica o físico Alexandre da Silva Sanchez. A agência federal norte-americana de vigilância sanitária, o FDA (Food and Drug Administration) garante que os fornos usados de acordo com as instruções dos fabricantes são seguros.
Alimentos preparados no microondas produzem substâncias que podem provocar tumores.
MITO. "Vários hábitos da vida moderna podem causar câncer. Com relação ao forno de microondas, ninguém pode afirmar nada. Até onde mostram as pesquisas, ele é seguro para a saúde", diz Elizabeth Torres, engenheira agrônoma e professora do Departamento de Nutrição da Faculdade de Saúde Pública da USP. "O que acontece realmente é que há maior oxidação do alimento quando a comida é preparada no aparelho", completa.
Cozinhar no fogo é mais saudável.
EM TERMOS. Qualquer forma de cocção modifica os nutrientes do alimento. "Uma carne preparada na churrasqueira também oferece riscos para a saúde: aquela crosta torradinha permite a formação de agentes cancerígenos", explica o especialista em Qualidade Total Jorge Ricardo Oliveira. A maneira mais rápida de cozinhar é mesmo no microondas. "Já a forma mais saudável e que preserva maior quantidade de nutrientes é a vapor", ensina o físico Alexandre Sanches.
O alumínio não pode ser utilizado no forno microondas.
VERDADE. Panelas de metal, como alumínio, aumentam muito o grau de reflexão (aquela operação de a microonda bater e rebater dentro da câmara de cozimento). "Na pior das hipóteses, isso pode criar uma verdadeira bomba de microondas e até explodir o magnetron", diz Sanchez. Vidro, papel, cerâmica ou plástico feito para esse fim podem ser usados nesse forno porque as microondas passam através desses materiais, afastando a possibilidade desses mesmos efeitos perigosos.
Ovo cozido no microondas explode.
VERDADE. Explode mesmo, como o engenheiro norte-americano Percy Le Baron Spencer, o desenvolvedor do forno nos anos de 1940, pôde testemunhar. A casca fechadinha do ovo forma uma 'panela de pressão' sem válvula de segurança. E a pressão que se forma dentro dele durante o cozimento faz com que ele estoure. Então, vale a dica: fure batatas, berinjelas, gemas de ovos e demais alimentos que tiverem peles ou membranas protetoras com palito, para permitir a saída dos vapores
Frituras não podem ser feitas no forno microondas.
VERDADE. Porque a temperatura do óleo não pode ser controlada como em um fogão convencional. Mas uma pequena quantidade de óleo pode ser usada para refogar os temperos.
Recipientes não aquecem no forno microondas.
EM TERMOS.. Os recipientes próprios para esse uso têm a característica de não aquecerem, mas se tornarão quentes pelo contato com o alimento. Isso acontece porque, quando o alimento é aquecido, parte do seu calor é transferido para o recipiente. Por isso, mesmo assim, é necessário o uso de luvas antitérmicas para retirar os pratos preparados no microondas, como faria com qualquer outro tipo de forno.
Comida feita no microondas não é segura.
DEPENDE. O maior problema desse forno é que o cozimento não se dá de maneira uniforme em todo o alimento, podendo, dessa maneira, sobreviver certos microorganismos na comida pronta. "Mas a eficácia do aparelho depende de alguns fatores, como a composição do alimento, do tipo de microorganismo presente e a temperatura alcançada", explica o livro Alimentos em questão - uma abordagem técnica para as dúvidas mais comuns, das professoras Elizabeth Torres e Flavia Sarti, do Departamento de Nutrição da Faculdade de Saúde Pública da USP (Editora Ponto Crítico, 2001).
quinta-feira, 29 de julho de 2010
terça-feira, 6 de julho de 2010
DÚVIDA INTERESSANTE
CERTO DIA, EU ESTAVA MINISTRANDO AULA SOBRE UMIDADE RELATIVA DO AR, E FALEI SOBRE A TERMO-REGULAÇÃO E UM ALUNO LEVANTOU A MÃO E DISSE:
"- PROFESSOR POR QUE A GENTE TEM CC, EM BAIXO DO BRAÇO."
ACHEI UMA PERGUNTA MUITO BACANA E VOU POSTAR A RESPOSTA AGORA, QUE É MUITO MAIS BIOLÓGICA DO QUE FÍSICA.
Por que apenas o suor das axilas cheira mal?
A transpiração é um mecanismo que serve para regular a temperatura do nosso corpo, evitando que ele suba muito acima da faixa entre 36° e 36,8° C. Quando calor externo (um dia de verão) ou interno (exercício) faz com que nossa temperatura corporal chegue aos 37° C, as glândulas sudoríparas entram em ação produzindo o suor, que sai na pele por orifícios chamados poros. A evaporação do suor remove o calor da pele, impedindo que a temperatura do corpo continue se elevando.
A sudorese – que é o termo técnico para transpiração – também pode ser disparada por nosso estado emocional. Quando uma pessoa está nervosa ou com medo, aumenta a atividade do sistema nervoso simpático (1), que põe as glândulas sudoríparas pra trabalhar. Diz-se que esse é um suor frio porque essa transpiração não se relaciona diretamente com a refrigeração do corpo. A atividade nervosa simpática também muda a resistência elétrica da pele. A detecção dessa variação é uma das bases dos detectores de mentiras.
O suor é composto basicamente de água e cloreto de sódio (Na Cl). Quando a água evapora, o cloreto de sódio fica na pele. Dado que ele nada mais é do que sal, isso explica porque a pele fica salgada após um bom suadouro. Um fator importante na determinação da taxa de evaporação do suor é a umidade do ar. O ar muito úmido obviamente já contém muita água e, por isso, não pode absorver muita mais. Em ambientes quentes e úmidos, qualquer movimento nos deixa molhados de suor. Num deserto, suaríamos do mesmo jeito, mas logo ficaríamos secos.
O corpo humano tem cerca de 2,6 milhões de glândulas sudoríparas espalhadas por toda a pele, exceto nos lábios, mamilos e órgãos genitais externos. Essas glândulas são de dois tipos: écrinas e apócrinas (2). As écrinas são mais numerosas e se distribuem por todo o corpo, especialmente na palma das mãos, na sola dos pés e na testa. As apócrinas ficam tipicamente nas axilas e na região anal-genital. O suor que elas secretam contém proteínas e gorduras, cuja digestão pelas bactérias da pele produz o cheiro característico conhecido como CC (3). Ou seja, diferentemente do que se pensa, o suor “comum” não tem cheiro.
As glândulas dos pés são écrinas, mas, mesmo assim, muitos pés cheiram mal. De novo, as culpadas são as bactérias, que, ao digerirem o suor, excretem substâncias nauseabundas. A peculiaridade dos pés reside no fato de que eles vivam fechados em meias e sapatos, num ambiente escuro e quente que as bactérias adoram e que dificulta a evaporação do suor.
(1) Numa simplificação grosseira que daria urticária a um médico, pode-se dizer que o sistema nervoso autônomo (esse eu não vou explicar) divide-se em dois subsistemas em perpétua busca do equilíbrio: o sistema simpático “manda fazer” e o parassimpático “manda parar”. O simpático contrai um músculo e o parassimpático o relaxa; o simpático te manda correr quando surge uma cobra, o parassimpático manda parar quando ela sumiu.
(2) As glândulas mamárias (as mamas) são consideradas glândulas apócrinas modificadas e especializadas. Ou seja, o leite materno é um suor enriquecido.
(3) Havia nos EUA, nos anos 1940, um sabonete de muito sucesso chamado Lifebuoy (“laifbuói”) cujo fabricante anunciava ser ele capaz de eliminar o BO (“body odor”). Quando esse sabonete veio para o Brasil, depois da II Guerra Mundial, o BO foi traduzido para CC (“cheiro de corpo”).
Fonte: http://z004.ig.com.br/ig/10/53/365237/blig/japensounisso/2007_11.html
"- PROFESSOR POR QUE A GENTE TEM CC, EM BAIXO DO BRAÇO."
ACHEI UMA PERGUNTA MUITO BACANA E VOU POSTAR A RESPOSTA AGORA, QUE É MUITO MAIS BIOLÓGICA DO QUE FÍSICA.
Por que apenas o suor das axilas cheira mal?
A transpiração é um mecanismo que serve para regular a temperatura do nosso corpo, evitando que ele suba muito acima da faixa entre 36° e 36,8° C. Quando calor externo (um dia de verão) ou interno (exercício) faz com que nossa temperatura corporal chegue aos 37° C, as glândulas sudoríparas entram em ação produzindo o suor, que sai na pele por orifícios chamados poros. A evaporação do suor remove o calor da pele, impedindo que a temperatura do corpo continue se elevando.
A sudorese – que é o termo técnico para transpiração – também pode ser disparada por nosso estado emocional. Quando uma pessoa está nervosa ou com medo, aumenta a atividade do sistema nervoso simpático (1), que põe as glândulas sudoríparas pra trabalhar. Diz-se que esse é um suor frio porque essa transpiração não se relaciona diretamente com a refrigeração do corpo. A atividade nervosa simpática também muda a resistência elétrica da pele. A detecção dessa variação é uma das bases dos detectores de mentiras.
O suor é composto basicamente de água e cloreto de sódio (Na Cl). Quando a água evapora, o cloreto de sódio fica na pele. Dado que ele nada mais é do que sal, isso explica porque a pele fica salgada após um bom suadouro. Um fator importante na determinação da taxa de evaporação do suor é a umidade do ar. O ar muito úmido obviamente já contém muita água e, por isso, não pode absorver muita mais. Em ambientes quentes e úmidos, qualquer movimento nos deixa molhados de suor. Num deserto, suaríamos do mesmo jeito, mas logo ficaríamos secos.
O corpo humano tem cerca de 2,6 milhões de glândulas sudoríparas espalhadas por toda a pele, exceto nos lábios, mamilos e órgãos genitais externos. Essas glândulas são de dois tipos: écrinas e apócrinas (2). As écrinas são mais numerosas e se distribuem por todo o corpo, especialmente na palma das mãos, na sola dos pés e na testa. As apócrinas ficam tipicamente nas axilas e na região anal-genital. O suor que elas secretam contém proteínas e gorduras, cuja digestão pelas bactérias da pele produz o cheiro característico conhecido como CC (3). Ou seja, diferentemente do que se pensa, o suor “comum” não tem cheiro.
As glândulas dos pés são écrinas, mas, mesmo assim, muitos pés cheiram mal. De novo, as culpadas são as bactérias, que, ao digerirem o suor, excretem substâncias nauseabundas. A peculiaridade dos pés reside no fato de que eles vivam fechados em meias e sapatos, num ambiente escuro e quente que as bactérias adoram e que dificulta a evaporação do suor.
(1) Numa simplificação grosseira que daria urticária a um médico, pode-se dizer que o sistema nervoso autônomo (esse eu não vou explicar) divide-se em dois subsistemas em perpétua busca do equilíbrio: o sistema simpático “manda fazer” e o parassimpático “manda parar”. O simpático contrai um músculo e o parassimpático o relaxa; o simpático te manda correr quando surge uma cobra, o parassimpático manda parar quando ela sumiu.
(2) As glândulas mamárias (as mamas) são consideradas glândulas apócrinas modificadas e especializadas. Ou seja, o leite materno é um suor enriquecido.
(3) Havia nos EUA, nos anos 1940, um sabonete de muito sucesso chamado Lifebuoy (“laifbuói”) cujo fabricante anunciava ser ele capaz de eliminar o BO (“body odor”). Quando esse sabonete veio para o Brasil, depois da II Guerra Mundial, o BO foi traduzido para CC (“cheiro de corpo”).
Fonte: http://z004.ig.com.br/ig/10/53/365237/blig/japensounisso/2007_11.html
quarta-feira, 16 de junho de 2010
A FÍSICA DAS TEMPESTADES, DOS RAIOS E RELÂMPAGOS
Como as nuvens se formam?
A origem de uma nuvem está no calor que é irradiado pelo Sol atingindo a superfície de nosso planeta. Este calor evapora a água que sobe por ser menos denso que o ar ao nível do mar.
Ao encontrar regiões mais frias da atmosfera o vapor se condensa formando minúsculas gotinhas de águas que compõem então as nuvens.
Basta então calor e umidade?
Não. Na atmosfera a temperatura do ar diminui com a altura. Dependendo de quão rápida é esta diminuição, o crescimento de uma nuvem pode ser acelerado ou inibido.
Alguns outros fatores podem também dar uma “mãozinha” para que a nuvem cresça: as montanhas, onde ventos batem forçando o ar quente subir, e as frentes frias, camadas de ar frio que funcionam como uma cunha empurrando o ar quente para cima. Sabemos ainda que para o vapor tornar-se uma gotinha d’água ele precisa encontrar na atmosfera partículas sólidas sobre as quais se condensar. Essas partículas estão sempre em suspensão no ar, mesmo nas regiões onde o ar é muito puro.
Todas as nuvens produzem relâmpagos?
Não. Somente as nuvens de tempestades, conhecidas como cumulus-nimbus, possuem os ingredientes necessários para produzir relâmpagos: ventos intensos, grande extensão vertical e partículas de gelo e água em diversos tamanhos.
Que aspecto têm as nuvens de tempestade?
Estas nuvens são enormes. Elas têm sua base em 2 ou 3km e o topo em até 20km de altitude! Podem ter 10 ou mesmo 20km de diâmetro.
Normalmente têm a sua base escura, pois a luz solar é absorvida e espalhada pelas partículas de água e gelo de que são formadas. O seu topo muitas vezes atinge a base da estratosfera (camada da atmosfera logo acima da troposfera, onde vivemos). Ao atingir a base da estratosfera, a nuvem não consegue mais subir, pois a temperatura nessa camada tende a aumentar devido à absorção do ultravioleta pela camada de ozônio. Assim ela se espalha horizontalmente na direção dos ventos nessa altitude, fazendo que a nuvem tenha o aspecto de uma bigorna.
As nuvens de tempestade geralmente estão associadas a: chuvas torrenciais e enchentes, granizo ou “chuva de pedra”, ventos intensos ou “rajadas de vento”, e eventualmente os temíveis tornados. A quantidade de energia envolvida em apenas uma tempestade modesta é assustadora.
Ela é várias vezes superior à energia liberada pela primeira bomba atômica detonada em um deserto dos Estados Unidos em 1945. A diferença é que a bomba atômica libera toda sua energia em uma fração de segundo, enquanto uma tempestade o faz durante um período de muitos minutos ou várias horas.
Qual o efeito das tempestades sobre o clima?
As tempestades são como grandes trocadores de calor. Ou seja, o ar que próximo ao chão encontrava-se, em dias de verão, a quase 40°C, pode ser transportado até o topo da tempestade onde pode chegar com a temperatura de -70°C. Existem estimativas de que o nosso planeta sem essas nuvens trocadoras de calor teria uma temperatura média 10°C maior.
Por que as nuvens se eletrificam?
Ainda não há uma teoria definitiva que explique a eletrificação da nuvem. Há, no entanto, um consenso entre os pesquisadores de que a eletrificação surge da colisão entre partículas de gelo, água e granizo no interior da nuvem. Uma das teorias mais aceitas nos diz que o granizo, sendo mais pesado, ao colidir com cristais de gelo, mais leves, fica carregado negativamente, enquanto os cristais de gelo ficam carregados positivamente.
Isso explicaria o fato de a maioria das nuvens de tempestade ter um centro de cargas negativas embaixo e um centro de cargas positivas na sua parte superior. Algumas nuvens apresentam também um pequeno centro de cargas positivas próximo à sua base.
Por que existem relâmpagos?
Quando a concentração de cargas no centro positivo e negativo da nuvem cresce muito, o ar que os circunda já não consegue isolá-los eletricamente. Acontecem então descargas elétricas entre regiões de concentração de cargas opostas que aniquilam ou pelo menos diminuem essas concentrações. A maioria das descargas (80%) ocorre dentro das nuvens, mas como as cargas elétricas na nuvem induzem cargas opostas no solo, as descargas podem também se dirigir a ele.
Quando e quem descobriu que os raios eram enormes descargas (faíscas) elétricas?
Em 1752, Benjamin Franklin propôs uma experiência para verificar se as nuvens possuíam eletricidade. Sugeria que uma pessoa subisse no alto de uma montanha em um dia de tempestade e verificasse se de uma haste metálica isolada do chão pulariam faíscas em direção aos dedos da sua mão. Era uma experiência arriscadíssima que ele mesmo não a realizou, talvez por não haverem montanhas suficientemente altas na Filadélfia, onde morava. Quem a realizou pela primeira vez foi Thomas François Dalibard, na França, em maio de 1752. Um mês depois, sem saber do sucesso da experiência na França, Franklin conseguiu uma maneira de a realizar na Filadélfia. Em um dia de tempestade empinou uma pipa e observou faíscas pularem de uma chave amarrada próximo da extremidade da linha à sua mão. Tanto uma como outra experiência não devem ser repetidas por ninguém. Várias pessoas morreram tentando repeti-las!
Como funciona o pára-raios?
Um pára-raios nem atrai nem repele os raios. Ele também não descarrega a nuvem como pensava Benjamin Franklin. Ele simplesmente oferece ao raio um caminho fácil até o solo que é ao mesmo tempo seguro para nós e para o que pretendemos proteger.
Quais os tipos de relâmpagos?
Aqueles que tocam o solo (20%) podem ser divididos em descendentes (nuvem-solo) e ascendentes (solo-nuvem).
Os que não tocam o solo podem ser basicamente de três tipos: dentro da nuvem, da nuvem para o ar e de uma nuvem para outra. O tipo mais freqüente dos raios é o descendente.
O raio ascendente é raro e só acontece a partir de estruturas altas no chão (arranha-céus) ou no topo de montanhas (torres, antenas). Os raios ascendentes têm sua ramificação voltada para cima.
Existem raios positivos e negativos?
Sim. Os raios têm a sua polaridade atribuída conforme o tipo de carga que neutralizam na nuvem. Portanto, se um raio neutralizar cargas negativas na nuvem ele é um raio negativo. Na prática não pode mos dizer com certeza se um raio é positivo ou negativo a não ser com o auxílio de instrumentos adequados.mos dizer com certeza se um raio é positivo ou negativo a não ser com o auxílio de instrumentos adequados.
Quais as fases de um raio?
Um raio começa com pequenas descargas dentro da nuvem. Estas descargas liberam os elétrons que começarão seu caminho de descida em direção ao solo. Esse caminho de descida é tortuoso e truncado em passos de 50 metros, como que buscando o caminho mais fácil. Esta busca de uma conexão com a terra é muito rápida (330.000 km/h) e pouco luminosa para ser visto a olho nu.
Quando essa descarga, conhecida como ‘líder escalonado’, encontra-se a algumas dezenas de metros do solo, parte em direção a ela uma outra descarga com cargas opostas, chamada de ‘descarga conectante’. Forma-se então o que é conhecido como o canal do raio, um caminho ionizado e altamente condutor. Por ele passa um gigantesco fluxo de cargas elétricas denominado ‘descarga de retorno’. É neste momento que o raio acontece com a máxima potência, liberando grande quantidade de luz.
O raio pisca?
Se houver cargas disponíveis na nuvem, uma outra descarga intensa (chamada ‘subseqüente’) pode acontecer logo após a primeira. Aproximadamente metade dos raios possui descargas subseqüentes. Eles são chamados de raios múltiplos. Em média o número de descargas subseqüentes em raios múltiplos é três, mas já foram observadas mais de 50 descargas subseqüentes em um mesmo raio. O tempo entre uma descarga e outra é às vezes suficientemente longo possibilitando ao olho humano ver não uma, mas várias descargas acontecendo no mesmo local; é quando vemos o raio piscar.
Sobe ou desce?
As duas coisas. Se pensarmos em termos das cargas elétricas que fluem no raio, concluiremos, como foi explicado anteriormente, que as cargas descem um bom trecho do caminho antes de se encontrarem com uma descarga que parte do solo subindo em direção a ela para formar o caminho do raio.
Por que os raios se ramificam?
A primeira descarga do raio geralmente apresenta-se muito ramificada pois no seu caminho até o solo as cargas elétricas buscam o caminho mais fácil (em termos de menor resistência do ar) e não o mais curto (que seria uma linha reta). O caminho mais fácil, geralmente em ziguezague, é determinado por diferentes características elétricas da atmosfera, que não é homogênea.
Qual a duração de um raio?
Um raio composto de várias descargas pode durar até 2 segundos. No entanto, cada descarga que compõe o raio dura apenas frações de milésimos de segundo.
Qual a sua voltagem e corrente?
A voltagem de um raio encontra-se entre 100 milhões a 1 bilhão de Volts. A corrente é da ordem de 30 mil Ampères, ou seja, a c orrente utilizada por 30 mil lâmpadas de 100W juntas. Em alguns raios a corrente pode chegar a 300 mil Ampères!
Qual a energia envolvida em um raio?
Grande parte da energia de um raio é transformada em calor, luz, som e ondas de rádio. Apenas uma fração dela é convertida em energia elétrica. Sabemos que a duração de um raio é extremamente curta, assim, apesar dos grandes valores de corrente e voltagem envolvidos a energia elétrica média que um raio gasta é de 300kWh, ou seja, aproximadamente igual à de uma lâmpada de 100W acesa durante apenas quatro meses.
É possível utilizar a energia de um raio?
Para que pudéssemos utilizar essa energia, necessitaríamos não só capturá-la mas também armazená-la, o que é ainda impossível. Para capturar raios seria necessária uma quantidade muito grande de hastes metálicas para aumentar a chance de que fossem atingidas. No entanto, encontram-se em andamento pesquisas que tentam drenar as cargas elétricas das nuvens de tempestade com o auxílio de potentíssimos raios laser. A idéia é tentar, com o auxílio do laser, guiar o raio até um local onde fosse possível armazenar a sua energia.
Qual a sua espessura e comprimento?
O raio pode ter até 100km de comprimento. Raios com esse comprimento geralmente envolvem mais de uma nuvem de tempestade. Apesar de seu grande comprimento, a espessura do canal de um raio é de apenas alguns centímetros.
Qual a temperatura de um relâmpago?
A temperatura é superior a cinco vezes a temperatura da superfície solar, ou seja, a 30.000 graus Celsius. Quando um raio atinge e penetra solos arenosos a sua alta temperatura derrete a areia, transformando-a em uma espécie de tubo de vidro chamado fulgurito.
O que é o trovão?
Muita gente acha que o trovão é o barulho causado pelo choque entre nuvens. Esta idéia é errada e muito antiga. Lucrécio (98-55 a.C.) acreditava que tanto o raio como o trovão eram produzidos por colisões entre nuvens. Na verdade é o rápido aquecimento do ar pela corrente elétrica do raio que produz o trovão. Assim como uma corrente elétrica aquece a resistência de nossos aquecedores, a corrente do raio, ao passar pelo ar (que é um péssimo condutor), aquece-o e ele se expande com violência, produzindo um som intenso e grave. Nos primeiros metros a expansão ocorre com velocidade supersônica. Um trovão intenso pode chegar a 120 decibéis, ou seja, uma intensidade comparável à que ouve uma pessoa nas primeiras fileiras de um show de rock.
Como saber se o raio “caiu” perto?
A luz produzida pelo raio chega quase que instantaneamente na vista de quem o observa. Já o som (trovão) demora um bom tempo, pois a sua velocidade é aproximadamente um milhão de vezes menor. Para saber a que distância aconteceu o raio, comece a contar os segundos ao ver o seu clarão e pare de contar ao ouvir o seu trovão. Divida o número obtido por três e você terá a distância aproximada do raio até você em quilômetros. Essa conta se explica se tivermos em conta que a velocidade do som é de aproximadamente 330m/s, ou seja, um terço de quilômetro por segundo.
Se o raio dura apenas frações de segundo, porque o trovão é tão longo?
O som do trovão inicia-se com a expansão do ar produzida pelo trecho do raio que estiver mais próximo do observador e termina com o som gerado pelo trecho mais distante (sem considerar as reflexões que possa ter).
Como vê-se, o canal do raio pode ter dezenas de quilômetros. Assim, o som gerado por uma extremidade que esteja muito distante pode chegar dezenas de segundos depois de ouvirmos o som gerado por um trecho do canal que estiver mais próximo.
A que distância pode-se ouvir o trovão?
Um trovão dificilmente pode ser ouvido se o raio acontecer a uma distância maior do que 25 quilômetros. Isso deve-se à tendência que o som tem de curvar-se em direção a camadas de ar com menor temperatura (refração). Como a temperatura da atmosfera geralmente diminui com a altura, o som do trovão curva-se para cima passando por cima do observador.
Além da luz, o raio produz alguma outra radiação?
Além de produzir luz, o raio produz ondas eletromagnéticas em várias outras freqüências, inclusive raios-X. É comum ouvirmos ruídos e chiados ao sintonizarmos uma rádio AM em dia de tempestade. Isso ocorre porque o raio também produz ondas nesta faixa de freqüência. Graças a essa característica, antenas sincronizadas podem localizar o local de sua ocorrência com precisão simplesmente recebendo a onda eletromagnética produzida pelos raios.
O que são os raios induzidos?
Uma grande dificuldade no estudo dos raios é não poder reproduzi-los em laboratório. Como a natureza não avisa onde e quando o raio vai ocorrer, uma maneira alternativa de estudá-lo consiste em provocar o raio para que aconteça próximo aos instrumentos de medida e no momento em que estiverem preparados. Para que isso aconteça, foguetes especialmente preparados são lançados em direção à base de uma nuvem de tempestade. Eles têm aproximadamente 1 metro de comprimento e levam consigo uma bobina de fio de cobre que se desenrola ao longo da subida. O fio de cobre atua como um gigante pára-raios cuja presença induz a ocorrência do raio. A corrente elétrica do raio passa pelo fio e por instrumentos de medida na base de lançamentos.
Outras medidas podem ser feitas também ao redor da base. Raios induzidos foram feitos pela primeira vez no Brasil na sede do INPE em Cachoeira Paulista, em novembro de 2000.
EVITE ACIDENTES:
Para evitar acidentes com relâmpagos as regras de proteção pessoal listadas abaixo devem ser seguidas. Se possível, não saia para a rua ou não permaneça na rua durante as tempestades, a não ser que seja absolutamente necessário. Nestes casos, procure abrigo nos seguintes lugares:
- carros não conversíveis, ônibus ou outros veículos metálicos não conversíveis;
- em moradias ou prédios, de preferência que possuam proteção contra raios;
- em abrigos subterrâneos, tais como metros ou túneis;
- em grandes construções com estruturas metálicas;
- em barcos ou navios metálicos fechados;
- em desfiladeiros ou vales.
Se estiver dentro de casa, evite:
- usar telefone, a não ser que seja sem fio;
- ficar próximo de tomadas e canos, janelas e portas metálicas;
- tocar em qualquer equipamento elétrico ligado a rede elétrica.
Se estiver na rua, evite:
- segurar objetos metálicos longos, tais como varas de pesca, tripés e tacos de golfe;
- empinar pipas e aeromodelos com fio;
- andar a cavalo;
- nadar;
- ficar em grupos.
Se possível, evite os seguintes lugares que possam oferecer pouca ou nenhuma proteção contra raios:
- pequenas construções não protegidas, tais como celeiros, tendas ou barracos;
- veículos sem capota, tais como tratores, motocicletas ou bicicletas;
- estacionar próximo a árvores ou linhas de energia elétrica.
Se possível, evite também certos locais que são extremamente perigosos durante uma tempestade, tais como:
- topos de morros ou cordilheiras;
- topos de prédios;
- áreas abertas, campos de futebol ou golfe;
- estacionamentos abertos e quadras de tênis;
- proximidade de cercas de arame, varais metálicos, linhas aéreas e trilhos;
- proximidade de árvores isoladas;
- estruturas altas, tais como torres, linhas telefônicas e linhas de energia elétrica.
Se você estiver em um local sem um abrigo próximo e sentir seus pêlos arrepiados ou sua pele coçar, está indicando que um raio está preste a cair, portanto, ajoelhe-se e curve-se para frente, colocando suas mãos nos joelhos e sua cabeça entre eles. Não se deite no chão.
A origem de uma nuvem está no calor que é irradiado pelo Sol atingindo a superfície de nosso planeta. Este calor evapora a água que sobe por ser menos denso que o ar ao nível do mar.
Ao encontrar regiões mais frias da atmosfera o vapor se condensa formando minúsculas gotinhas de águas que compõem então as nuvens.
Basta então calor e umidade?
Não. Na atmosfera a temperatura do ar diminui com a altura. Dependendo de quão rápida é esta diminuição, o crescimento de uma nuvem pode ser acelerado ou inibido.
Alguns outros fatores podem também dar uma “mãozinha” para que a nuvem cresça: as montanhas, onde ventos batem forçando o ar quente subir, e as frentes frias, camadas de ar frio que funcionam como uma cunha empurrando o ar quente para cima. Sabemos ainda que para o vapor tornar-se uma gotinha d’água ele precisa encontrar na atmosfera partículas sólidas sobre as quais se condensar. Essas partículas estão sempre em suspensão no ar, mesmo nas regiões onde o ar é muito puro.
Todas as nuvens produzem relâmpagos?
Não. Somente as nuvens de tempestades, conhecidas como cumulus-nimbus, possuem os ingredientes necessários para produzir relâmpagos: ventos intensos, grande extensão vertical e partículas de gelo e água em diversos tamanhos.
Que aspecto têm as nuvens de tempestade?
Estas nuvens são enormes. Elas têm sua base em 2 ou 3km e o topo em até 20km de altitude! Podem ter 10 ou mesmo 20km de diâmetro.
Normalmente têm a sua base escura, pois a luz solar é absorvida e espalhada pelas partículas de água e gelo de que são formadas. O seu topo muitas vezes atinge a base da estratosfera (camada da atmosfera logo acima da troposfera, onde vivemos). Ao atingir a base da estratosfera, a nuvem não consegue mais subir, pois a temperatura nessa camada tende a aumentar devido à absorção do ultravioleta pela camada de ozônio. Assim ela se espalha horizontalmente na direção dos ventos nessa altitude, fazendo que a nuvem tenha o aspecto de uma bigorna.
As nuvens de tempestade geralmente estão associadas a: chuvas torrenciais e enchentes, granizo ou “chuva de pedra”, ventos intensos ou “rajadas de vento”, e eventualmente os temíveis tornados. A quantidade de energia envolvida em apenas uma tempestade modesta é assustadora.
Ela é várias vezes superior à energia liberada pela primeira bomba atômica detonada em um deserto dos Estados Unidos em 1945. A diferença é que a bomba atômica libera toda sua energia em uma fração de segundo, enquanto uma tempestade o faz durante um período de muitos minutos ou várias horas.
Qual o efeito das tempestades sobre o clima?
As tempestades são como grandes trocadores de calor. Ou seja, o ar que próximo ao chão encontrava-se, em dias de verão, a quase 40°C, pode ser transportado até o topo da tempestade onde pode chegar com a temperatura de -70°C. Existem estimativas de que o nosso planeta sem essas nuvens trocadoras de calor teria uma temperatura média 10°C maior.
Por que as nuvens se eletrificam?
Ainda não há uma teoria definitiva que explique a eletrificação da nuvem. Há, no entanto, um consenso entre os pesquisadores de que a eletrificação surge da colisão entre partículas de gelo, água e granizo no interior da nuvem. Uma das teorias mais aceitas nos diz que o granizo, sendo mais pesado, ao colidir com cristais de gelo, mais leves, fica carregado negativamente, enquanto os cristais de gelo ficam carregados positivamente.
Isso explicaria o fato de a maioria das nuvens de tempestade ter um centro de cargas negativas embaixo e um centro de cargas positivas na sua parte superior. Algumas nuvens apresentam também um pequeno centro de cargas positivas próximo à sua base.
Por que existem relâmpagos?
Quando a concentração de cargas no centro positivo e negativo da nuvem cresce muito, o ar que os circunda já não consegue isolá-los eletricamente. Acontecem então descargas elétricas entre regiões de concentração de cargas opostas que aniquilam ou pelo menos diminuem essas concentrações. A maioria das descargas (80%) ocorre dentro das nuvens, mas como as cargas elétricas na nuvem induzem cargas opostas no solo, as descargas podem também se dirigir a ele.
Quando e quem descobriu que os raios eram enormes descargas (faíscas) elétricas?
Em 1752, Benjamin Franklin propôs uma experiência para verificar se as nuvens possuíam eletricidade. Sugeria que uma pessoa subisse no alto de uma montanha em um dia de tempestade e verificasse se de uma haste metálica isolada do chão pulariam faíscas em direção aos dedos da sua mão. Era uma experiência arriscadíssima que ele mesmo não a realizou, talvez por não haverem montanhas suficientemente altas na Filadélfia, onde morava. Quem a realizou pela primeira vez foi Thomas François Dalibard, na França, em maio de 1752. Um mês depois, sem saber do sucesso da experiência na França, Franklin conseguiu uma maneira de a realizar na Filadélfia. Em um dia de tempestade empinou uma pipa e observou faíscas pularem de uma chave amarrada próximo da extremidade da linha à sua mão. Tanto uma como outra experiência não devem ser repetidas por ninguém. Várias pessoas morreram tentando repeti-las!
Como funciona o pára-raios?
Um pára-raios nem atrai nem repele os raios. Ele também não descarrega a nuvem como pensava Benjamin Franklin. Ele simplesmente oferece ao raio um caminho fácil até o solo que é ao mesmo tempo seguro para nós e para o que pretendemos proteger.
Quais os tipos de relâmpagos?
Aqueles que tocam o solo (20%) podem ser divididos em descendentes (nuvem-solo) e ascendentes (solo-nuvem).
Os que não tocam o solo podem ser basicamente de três tipos: dentro da nuvem, da nuvem para o ar e de uma nuvem para outra. O tipo mais freqüente dos raios é o descendente.
O raio ascendente é raro e só acontece a partir de estruturas altas no chão (arranha-céus) ou no topo de montanhas (torres, antenas). Os raios ascendentes têm sua ramificação voltada para cima.
Existem raios positivos e negativos?
Sim. Os raios têm a sua polaridade atribuída conforme o tipo de carga que neutralizam na nuvem. Portanto, se um raio neutralizar cargas negativas na nuvem ele é um raio negativo. Na prática não pode mos dizer com certeza se um raio é positivo ou negativo a não ser com o auxílio de instrumentos adequados.mos dizer com certeza se um raio é positivo ou negativo a não ser com o auxílio de instrumentos adequados.
Quais as fases de um raio?
Um raio começa com pequenas descargas dentro da nuvem. Estas descargas liberam os elétrons que começarão seu caminho de descida em direção ao solo. Esse caminho de descida é tortuoso e truncado em passos de 50 metros, como que buscando o caminho mais fácil. Esta busca de uma conexão com a terra é muito rápida (330.000 km/h) e pouco luminosa para ser visto a olho nu.
Quando essa descarga, conhecida como ‘líder escalonado’, encontra-se a algumas dezenas de metros do solo, parte em direção a ela uma outra descarga com cargas opostas, chamada de ‘descarga conectante’. Forma-se então o que é conhecido como o canal do raio, um caminho ionizado e altamente condutor. Por ele passa um gigantesco fluxo de cargas elétricas denominado ‘descarga de retorno’. É neste momento que o raio acontece com a máxima potência, liberando grande quantidade de luz.
O raio pisca?
Se houver cargas disponíveis na nuvem, uma outra descarga intensa (chamada ‘subseqüente’) pode acontecer logo após a primeira. Aproximadamente metade dos raios possui descargas subseqüentes. Eles são chamados de raios múltiplos. Em média o número de descargas subseqüentes em raios múltiplos é três, mas já foram observadas mais de 50 descargas subseqüentes em um mesmo raio. O tempo entre uma descarga e outra é às vezes suficientemente longo possibilitando ao olho humano ver não uma, mas várias descargas acontecendo no mesmo local; é quando vemos o raio piscar.
Sobe ou desce?
As duas coisas. Se pensarmos em termos das cargas elétricas que fluem no raio, concluiremos, como foi explicado anteriormente, que as cargas descem um bom trecho do caminho antes de se encontrarem com uma descarga que parte do solo subindo em direção a ela para formar o caminho do raio.
Por que os raios se ramificam?
A primeira descarga do raio geralmente apresenta-se muito ramificada pois no seu caminho até o solo as cargas elétricas buscam o caminho mais fácil (em termos de menor resistência do ar) e não o mais curto (que seria uma linha reta). O caminho mais fácil, geralmente em ziguezague, é determinado por diferentes características elétricas da atmosfera, que não é homogênea.
Qual a duração de um raio?
Um raio composto de várias descargas pode durar até 2 segundos. No entanto, cada descarga que compõe o raio dura apenas frações de milésimos de segundo.
Qual a sua voltagem e corrente?
A voltagem de um raio encontra-se entre 100 milhões a 1 bilhão de Volts. A corrente é da ordem de 30 mil Ampères, ou seja, a c orrente utilizada por 30 mil lâmpadas de 100W juntas. Em alguns raios a corrente pode chegar a 300 mil Ampères!
Qual a energia envolvida em um raio?
Grande parte da energia de um raio é transformada em calor, luz, som e ondas de rádio. Apenas uma fração dela é convertida em energia elétrica. Sabemos que a duração de um raio é extremamente curta, assim, apesar dos grandes valores de corrente e voltagem envolvidos a energia elétrica média que um raio gasta é de 300kWh, ou seja, aproximadamente igual à de uma lâmpada de 100W acesa durante apenas quatro meses.
É possível utilizar a energia de um raio?
Para que pudéssemos utilizar essa energia, necessitaríamos não só capturá-la mas também armazená-la, o que é ainda impossível. Para capturar raios seria necessária uma quantidade muito grande de hastes metálicas para aumentar a chance de que fossem atingidas. No entanto, encontram-se em andamento pesquisas que tentam drenar as cargas elétricas das nuvens de tempestade com o auxílio de potentíssimos raios laser. A idéia é tentar, com o auxílio do laser, guiar o raio até um local onde fosse possível armazenar a sua energia.
Qual a sua espessura e comprimento?
O raio pode ter até 100km de comprimento. Raios com esse comprimento geralmente envolvem mais de uma nuvem de tempestade. Apesar de seu grande comprimento, a espessura do canal de um raio é de apenas alguns centímetros.
Qual a temperatura de um relâmpago?
A temperatura é superior a cinco vezes a temperatura da superfície solar, ou seja, a 30.000 graus Celsius. Quando um raio atinge e penetra solos arenosos a sua alta temperatura derrete a areia, transformando-a em uma espécie de tubo de vidro chamado fulgurito.
O que é o trovão?
Muita gente acha que o trovão é o barulho causado pelo choque entre nuvens. Esta idéia é errada e muito antiga. Lucrécio (98-55 a.C.) acreditava que tanto o raio como o trovão eram produzidos por colisões entre nuvens. Na verdade é o rápido aquecimento do ar pela corrente elétrica do raio que produz o trovão. Assim como uma corrente elétrica aquece a resistência de nossos aquecedores, a corrente do raio, ao passar pelo ar (que é um péssimo condutor), aquece-o e ele se expande com violência, produzindo um som intenso e grave. Nos primeiros metros a expansão ocorre com velocidade supersônica. Um trovão intenso pode chegar a 120 decibéis, ou seja, uma intensidade comparável à que ouve uma pessoa nas primeiras fileiras de um show de rock.
Como saber se o raio “caiu” perto?
A luz produzida pelo raio chega quase que instantaneamente na vista de quem o observa. Já o som (trovão) demora um bom tempo, pois a sua velocidade é aproximadamente um milhão de vezes menor. Para saber a que distância aconteceu o raio, comece a contar os segundos ao ver o seu clarão e pare de contar ao ouvir o seu trovão. Divida o número obtido por três e você terá a distância aproximada do raio até você em quilômetros. Essa conta se explica se tivermos em conta que a velocidade do som é de aproximadamente 330m/s, ou seja, um terço de quilômetro por segundo.
Se o raio dura apenas frações de segundo, porque o trovão é tão longo?
O som do trovão inicia-se com a expansão do ar produzida pelo trecho do raio que estiver mais próximo do observador e termina com o som gerado pelo trecho mais distante (sem considerar as reflexões que possa ter).
Como vê-se, o canal do raio pode ter dezenas de quilômetros. Assim, o som gerado por uma extremidade que esteja muito distante pode chegar dezenas de segundos depois de ouvirmos o som gerado por um trecho do canal que estiver mais próximo.
A que distância pode-se ouvir o trovão?
Um trovão dificilmente pode ser ouvido se o raio acontecer a uma distância maior do que 25 quilômetros. Isso deve-se à tendência que o som tem de curvar-se em direção a camadas de ar com menor temperatura (refração). Como a temperatura da atmosfera geralmente diminui com a altura, o som do trovão curva-se para cima passando por cima do observador.
Além da luz, o raio produz alguma outra radiação?
Além de produzir luz, o raio produz ondas eletromagnéticas em várias outras freqüências, inclusive raios-X. É comum ouvirmos ruídos e chiados ao sintonizarmos uma rádio AM em dia de tempestade. Isso ocorre porque o raio também produz ondas nesta faixa de freqüência. Graças a essa característica, antenas sincronizadas podem localizar o local de sua ocorrência com precisão simplesmente recebendo a onda eletromagnética produzida pelos raios.
O que são os raios induzidos?
Uma grande dificuldade no estudo dos raios é não poder reproduzi-los em laboratório. Como a natureza não avisa onde e quando o raio vai ocorrer, uma maneira alternativa de estudá-lo consiste em provocar o raio para que aconteça próximo aos instrumentos de medida e no momento em que estiverem preparados. Para que isso aconteça, foguetes especialmente preparados são lançados em direção à base de uma nuvem de tempestade. Eles têm aproximadamente 1 metro de comprimento e levam consigo uma bobina de fio de cobre que se desenrola ao longo da subida. O fio de cobre atua como um gigante pára-raios cuja presença induz a ocorrência do raio. A corrente elétrica do raio passa pelo fio e por instrumentos de medida na base de lançamentos.
Outras medidas podem ser feitas também ao redor da base. Raios induzidos foram feitos pela primeira vez no Brasil na sede do INPE em Cachoeira Paulista, em novembro de 2000.
EVITE ACIDENTES:
Para evitar acidentes com relâmpagos as regras de proteção pessoal listadas abaixo devem ser seguidas. Se possível, não saia para a rua ou não permaneça na rua durante as tempestades, a não ser que seja absolutamente necessário. Nestes casos, procure abrigo nos seguintes lugares:
- carros não conversíveis, ônibus ou outros veículos metálicos não conversíveis;
- em moradias ou prédios, de preferência que possuam proteção contra raios;
- em abrigos subterrâneos, tais como metros ou túneis;
- em grandes construções com estruturas metálicas;
- em barcos ou navios metálicos fechados;
- em desfiladeiros ou vales.
Se estiver dentro de casa, evite:
- usar telefone, a não ser que seja sem fio;
- ficar próximo de tomadas e canos, janelas e portas metálicas;
- tocar em qualquer equipamento elétrico ligado a rede elétrica.
Se estiver na rua, evite:
- segurar objetos metálicos longos, tais como varas de pesca, tripés e tacos de golfe;
- empinar pipas e aeromodelos com fio;
- andar a cavalo;
- nadar;
- ficar em grupos.
Se possível, evite os seguintes lugares que possam oferecer pouca ou nenhuma proteção contra raios:
- pequenas construções não protegidas, tais como celeiros, tendas ou barracos;
- veículos sem capota, tais como tratores, motocicletas ou bicicletas;
- estacionar próximo a árvores ou linhas de energia elétrica.
Se possível, evite também certos locais que são extremamente perigosos durante uma tempestade, tais como:
- topos de morros ou cordilheiras;
- topos de prédios;
- áreas abertas, campos de futebol ou golfe;
- estacionamentos abertos e quadras de tênis;
- proximidade de cercas de arame, varais metálicos, linhas aéreas e trilhos;
- proximidade de árvores isoladas;
- estruturas altas, tais como torres, linhas telefônicas e linhas de energia elétrica.
Se você estiver em um local sem um abrigo próximo e sentir seus pêlos arrepiados ou sua pele coçar, está indicando que um raio está preste a cair, portanto, ajoelhe-se e curve-se para frente, colocando suas mãos nos joelhos e sua cabeça entre eles. Não se deite no chão.
segunda-feira, 14 de junho de 2010
ENEM 2009 - PROVA ANULADA - VEJA OS COMENTÁRIOS DAS QUESTÕES MAIS INTERESSANTES:
QUESTÃO 17
O controle de qualidade é uma exigência da sociedade moderna na qual os bens de consumo são produzidos em escala industrial. Nesse controle de qualidade são determinados parâmetros que permitem checar a qualidade de cada produto. O álcool combustível é um produto de amplo consumo muito adulterado, pois recebe adição de outros materiais para aumentar a margem de lucro de quem o comercializa. De acordo com a Agência Nacional de Petróleo (ANP), o álcool combustível deve ter densidade entre 0,805 g/cm3 e 0,811 glcm3. Em algumas bombas de combustível a densidade do álcool pode servenlicada por meio de um densímetro similar ao desenhado abaixo, que consiste em duas bolas com valores de densidade diferentes e verifica quando o álcool está fora da faixa permitida. Na imagem, são apresentadas situações distintas para três amostras de álcool combustível.
A respeito das amostras ou do densímetro, pode-se afirmar
a) a densidade da bola escura deve ser igual a 0,811 g/cm3.
b) a amostra 1 possui densidade menor do que a permitida.
c) a bola clara tem densidade igual à densidade da bola escura.
d) a amostra que está dentro do padrão estabelecido é a de número 2.
e) o sistema poderia ser feito com uma única bola de densidade entre 0,805 g/cm3 e 0,811 g/cm3.
COMENTÁRIOS:
A - Não. A densidade da bola escura não pode assumir este valor que é equivalente a densidade do álcool, pois a adulteração não seria notada.
B – Não. Mesmo a amostra possuindo densidade fora dos padrões exigidos, as bolinhas deveriam ocupar posições diferentes na coluna de liquido, considerando que suas densidades são distintas.
C – Considerando que as bolinhas possuam mesma densidade, elas deveriam ocupar as mesmas posições nas três amostras (posição esta determinada de acordo com a densidade da amostra), e isto não ocorre.
D - Sim. As bolinhas possuem densidades diferentes, sendo assim elas devem ocupar posições distintas dentro da amostra. O que podemos verificar na amostra 2.
E – A diferença de densidade dos líquidos que pode existir na amostra faz com que o mesmo seja subdividido em fases (de menor e maior densidade), fazendo exigência de duas bolinhas para ter tal percepção.
QUESTÃO 18
O lixo radioativo ou nuclear é resultado da manipulação de materiais radioativos, utilizados hoje na agricultura, na indústria, na medicina, em pesquisas científicas, na produção de energia etc. Embora a radioatividade se reduza com o tempo, o processo de decaimento radioativo de alguns materiais pode levar milhões de anos. Por isso, existe a necessidade de se fazer um descarte adequado e controlado de resíduos dessa natureza. Ataxa de decaimento radioativo é medida em termos de um tempo característico, chamado meia-vida, que é o tempo necessário para que uma amostra perca metade de sua radioatividade original. O gráfico seguinte representa a taxa de decaimento radioativo do rádio-226, elemento químico pertencente à família dos metais alcalinos terrosos e que foi utilizado durante muito tempo na medicina. As informações fornecidas mostram que:
a) quanto maior é a meia-vida de uma substância mais rápido ela se desintegra.
b) apenas 1/8 de uma amostra de rádio-226 terá decaído ao final de 4.860 anos.
c) metade da quantidade original de rádio-226, ao final de 3.240 anos, ainda estará por decair.
d) restará menos de 1% de rádio-226 em qualquer amostra dessa substância após decorridas 3 meias-vidas.
e) a amostra de rádio-226 diminui a sua quantidade pela metade a cada intervalo de 1.620 anos devido àdesintegração radioativa.
COMENTÁRIOS:
A – Meia-vida e tempo de desintegração são grandezas diretamente proporcionais.
B – Apenas 1/8 da amostra de rádio ainda estará por decair, pois após o intervalo de tempo equivalente a 4860, 7/8 da massa deste elemento já terá decaído.
C – A meia-vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo no qual a quantidade de uma amostra radioativa é reduzida pela metade. Após 3240 anos, a amostra fora reduzida a ¼ da sua quantidade inicial.
D – Após decorridas 3 meias-vida do rádio-226 teremos 1/8 da sua quantidade inicial que equivale a 12,5% do total.
E - A meia-vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo no qual a quantidade de uma amostra radioativa é reduzida pela metade e para cada intervalo de tempo equivalente a 1620 anos as amostras de rádio-226 são reduzidas em 50%.
QUESTÃO 19
A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem 4.000 ºC. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370ºC sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização.
HINRICHS, Roger A. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learn ing, 2003 (adaptado).
Sob o aspecto da conversão de energia, as usinas geotérmicas:
a) funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica.
b) transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica.
c) podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização.
d) assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica.
e) utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas.
COMENTÁRIOS:
A – A decomposição de materiais radioativos libera energia radiante sendo esta convertida em energia térmica (no núcleo derretido da Terra), processo este que não envolve a conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica.
B – As transformações seguem a seguinte ordem: energia radiante => energia térmica => energia elétrica.
C – Pode ser aproveitada a energia radiante que é convertida em térmica. Neste processo de conversão a água é aquecida, e a mesma pode ser utilizada no processo de dessalinização.
D – O vapor é o fator responsável por fazer girar as turbinas que darão origem a energia elétrica, correspondendo respectivamente a: conversão de energia térmica em energia cinética que é convertida em energia elétrica. Processo este aplicado tanto em usinas nucleares quanto em usinas geotérmicas.
E – A fonte primária de energia é a mesma, porém o risco nas usinas nucleares são maiores devido a produção de rejeitos radioativos.
QUESTÃO 23
O uso da água do subsolo requer o bombeamento para um reservatório elevado. A capacidade de bombeamento (Iitros/ hora) de uma bomba hidráulica depende da pressão máxima de bombeio, conhecida como altura manométrica H (em metros), do comprimento L da tubulação que se estende da bomba até o reservatório (em metros), da altura de bombeio h (em metros) e do desempenho da bomba (exemplificado no gráfico). De acordo com os dados a seguir, obtidos de um fabricante de bombas, para se determinar a quantidade de litros bombeados por hora para o reservatório com uma determinada bomba, deve-se:
1. Escolher a linha apropriada na tabela correspondente àaltura (h), em metros, da entrada de água na bomba até o reservatório.
2. Escolher a coluna apropriada, correspondente ao comprimento total da tubulação (L), em metros, da bomba até o reservatório.
3. Ler a altura manométrica (H) correspondente ao cruzamento das respectivas linha e coluna na tabela.
4. Usar a altura manométrica no gráfico de desempenho para lera vazão correspondente.
Considere que se deseja usar uma bomba, cujo desempenho é descrito pelos dados acima, para encher um reservatório de 1.200 L que se encontra 30 m acima da entrada da bomba. Para fazer a tubulação entre a bomba e o reservatório seriam usados 200 m de cano. Nessa situação, é de se esperar que a bomba consiga encher o reservatório
a) entre 30 e 40 minutos.
b) em menos de 30 minutos.
c) em mais de 1h e 40 minutos.
d) entre 40 minutos e 1 h e 10 minutos.
e) entre 1 h e 10 minutos e 1 h e 40 minutos.
COMENTÁRIOS:
Ao analisar o gráfico (1) conclui-se que: para uma altura de 30m entre a bomba e o reservatório e a utilização de 200m de cano a altura manométrica será equivalente à 45m. Em análise ao gráfico (2) conclui-se que: para uma altura manométrica equivalente à 45m a vazão de água equivale à 900l/h.
Vazão = Volume/tempo
900 = 1200/t
t = 1200/900
t = (4/3)h
t = 80 minutos = 1h e 20 min
RESPOSTA - E
QUESTÃO 25
A ultrassonografia, também chamada de ecografia, é uma técnica de geração de imagens muito utilizada em medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem ser captados de volta pelo aparelho. Para a observação de detalhes no interior do corpo, os pulsos sonoros emitidos têm frequências altíssimas, de até 30MHz, ou seja, 30 milhões de oscilações a cada segundo.
A determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano feita com esse aparelho fundamenta-se em duas variáveis imprescindíveis:
a) a intensidade do som produzido pelo aparelho e a frequência desses sons.
b) a quantidade de luz usada para gerar as imagens no aparelho e a velocidade do som nos tecidos.
c) a quantidade de pulsos emitidos pelo aparelho a cada segundo e a frequência dos sons emitidos pelo aparelho.
d) a velocidade do som no interior dos tecidos e o tempo entre os ecos produzidos pelas superfícies dos órgãos.
e) o tempo entre os ecos produzidos pelos órgãos e a quantidade de pulsos emitidos a cada segundo pelo aparelho.
COMENTÁRIOS:
A - Para tal determinação têm-se como variáveis a freqüência do som emitido e a interação do mesmo com os órgãos.
B – As ondas utilizadas na ecografia possuem natureza de vibração mecânica (som), sendo elas utilizadas no processo de geração de imagens e não a luz. À medida que a onda sonora muda de meio de propagação muda-se sua velocidade, tendo influência no processo de formação de imagens.
C - - Para tal determinação têm-se como variáveis a freqüência do som emitido e a interação do mesmo com os órgãos.
D – A velocidade do som no interior dos tecidos será primordial no processo de formação de imagens, pois a freqüência do eco será diretamente proporcional à velocidade do som permitindo a diferenciação de estruturas decorrente das freqüências emitidas pelas mesmas; e o tempo em que cada superfície produz o eco permite a determinação da distância entre as estruturas.
E - o tempo em que cada superfície produz o eco permite a determinação da distância entre as estruturas e a freqüência em que os pulos sonoros são emitidos está associada à quantidade de som e não à intensidade sonora (intensidade é diretamente proporcional à freqüência).
QUESTÃO 26
. Os motores elétricos são dispositivos com diversas aplicações, dentre elas, destacam-se aquelas que proporcionam conforto e praticidade para as pessoas. E inegável a preferência pelo uso de elevadores quando o objetivo é o transporte de pessoas pelos andares de prédios elevados. Nesse caso, um dimensionamento preciso da potência dos motores utilizados nos elevadores é muito importante e deve levar em consideração fatores como economia de energia e segurança.
Considere que um elevador de 800 kg, quando lotado com oito pessoas ou 600 kg, precisa ser projetado. Para tanto, alguns parâmetros deverão ser dimensionados. O motor será ligado à rede elétrica que fornece 220 volts de tensão. O elevador deve subir 10 andares, em torno de 30 metros, a uma velocidade constante de 4 metros por segundo. Para fazer uma estimativa simples da potência necessária e da corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotação máxima, considere que a tensão seja contínua, que a aceleração da gravidade vale 10 m/s2 e que o atrito pode ser desprezado. Nesse caso, para um elevador lotado, a potência média de saída do motor do elevador e a corrente elétrica máxima que passa no motor serão respectivamente de
a) 24kW e 109A. d) 180 kW e 818A.
b) 32kW e 145A. e) 240 kW e 1090 A.
c) 56kW e 255A.
COMENTÁRIOS:
C - Verdadeira
Me = 800Kg
Mp = 600kKg
Mt = 1400Kg
P = m.g = 1400.10 = 14000N
T = f.d = 14000.30 = 420000J
t = d/v = 30/4 = 7,5s
Pot = T/t = 420000/7,5 = 56000W =56KW
Pot = i .U => 56000 = 220.i
logo:
i = 56000/220
então:
i = 255A (valor aproximado)
O controle de qualidade é uma exigência da sociedade moderna na qual os bens de consumo são produzidos em escala industrial. Nesse controle de qualidade são determinados parâmetros que permitem checar a qualidade de cada produto. O álcool combustível é um produto de amplo consumo muito adulterado, pois recebe adição de outros materiais para aumentar a margem de lucro de quem o comercializa. De acordo com a Agência Nacional de Petróleo (ANP), o álcool combustível deve ter densidade entre 0,805 g/cm3 e 0,811 glcm3. Em algumas bombas de combustível a densidade do álcool pode servenlicada por meio de um densímetro similar ao desenhado abaixo, que consiste em duas bolas com valores de densidade diferentes e verifica quando o álcool está fora da faixa permitida. Na imagem, são apresentadas situações distintas para três amostras de álcool combustível.
A respeito das amostras ou do densímetro, pode-se afirmar
a) a densidade da bola escura deve ser igual a 0,811 g/cm3.
b) a amostra 1 possui densidade menor do que a permitida.
c) a bola clara tem densidade igual à densidade da bola escura.
d) a amostra que está dentro do padrão estabelecido é a de número 2.
e) o sistema poderia ser feito com uma única bola de densidade entre 0,805 g/cm3 e 0,811 g/cm3.
COMENTÁRIOS:
A - Não. A densidade da bola escura não pode assumir este valor que é equivalente a densidade do álcool, pois a adulteração não seria notada.
B – Não. Mesmo a amostra possuindo densidade fora dos padrões exigidos, as bolinhas deveriam ocupar posições diferentes na coluna de liquido, considerando que suas densidades são distintas.
C – Considerando que as bolinhas possuam mesma densidade, elas deveriam ocupar as mesmas posições nas três amostras (posição esta determinada de acordo com a densidade da amostra), e isto não ocorre.
D - Sim. As bolinhas possuem densidades diferentes, sendo assim elas devem ocupar posições distintas dentro da amostra. O que podemos verificar na amostra 2.
E – A diferença de densidade dos líquidos que pode existir na amostra faz com que o mesmo seja subdividido em fases (de menor e maior densidade), fazendo exigência de duas bolinhas para ter tal percepção.
QUESTÃO 18
O lixo radioativo ou nuclear é resultado da manipulação de materiais radioativos, utilizados hoje na agricultura, na indústria, na medicina, em pesquisas científicas, na produção de energia etc. Embora a radioatividade se reduza com o tempo, o processo de decaimento radioativo de alguns materiais pode levar milhões de anos. Por isso, existe a necessidade de se fazer um descarte adequado e controlado de resíduos dessa natureza. Ataxa de decaimento radioativo é medida em termos de um tempo característico, chamado meia-vida, que é o tempo necessário para que uma amostra perca metade de sua radioatividade original. O gráfico seguinte representa a taxa de decaimento radioativo do rádio-226, elemento químico pertencente à família dos metais alcalinos terrosos e que foi utilizado durante muito tempo na medicina. As informações fornecidas mostram que:
a) quanto maior é a meia-vida de uma substância mais rápido ela se desintegra.
b) apenas 1/8 de uma amostra de rádio-226 terá decaído ao final de 4.860 anos.
c) metade da quantidade original de rádio-226, ao final de 3.240 anos, ainda estará por decair.
d) restará menos de 1% de rádio-226 em qualquer amostra dessa substância após decorridas 3 meias-vidas.
e) a amostra de rádio-226 diminui a sua quantidade pela metade a cada intervalo de 1.620 anos devido àdesintegração radioativa.
COMENTÁRIOS:
A – Meia-vida e tempo de desintegração são grandezas diretamente proporcionais.
B – Apenas 1/8 da amostra de rádio ainda estará por decair, pois após o intervalo de tempo equivalente a 4860, 7/8 da massa deste elemento já terá decaído.
C – A meia-vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo no qual a quantidade de uma amostra radioativa é reduzida pela metade. Após 3240 anos, a amostra fora reduzida a ¼ da sua quantidade inicial.
D – Após decorridas 3 meias-vida do rádio-226 teremos 1/8 da sua quantidade inicial que equivale a 12,5% do total.
E - A meia-vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo no qual a quantidade de uma amostra radioativa é reduzida pela metade e para cada intervalo de tempo equivalente a 1620 anos as amostras de rádio-226 são reduzidas em 50%.
QUESTÃO 19
A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem 4.000 ºC. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370ºC sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização.
HINRICHS, Roger A. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learn ing, 2003 (adaptado).
Sob o aspecto da conversão de energia, as usinas geotérmicas:
a) funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica.
b) transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica.
c) podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização.
d) assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica.
e) utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas.
COMENTÁRIOS:
A – A decomposição de materiais radioativos libera energia radiante sendo esta convertida em energia térmica (no núcleo derretido da Terra), processo este que não envolve a conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica.
B – As transformações seguem a seguinte ordem: energia radiante => energia térmica => energia elétrica.
C – Pode ser aproveitada a energia radiante que é convertida em térmica. Neste processo de conversão a água é aquecida, e a mesma pode ser utilizada no processo de dessalinização.
D – O vapor é o fator responsável por fazer girar as turbinas que darão origem a energia elétrica, correspondendo respectivamente a: conversão de energia térmica em energia cinética que é convertida em energia elétrica. Processo este aplicado tanto em usinas nucleares quanto em usinas geotérmicas.
E – A fonte primária de energia é a mesma, porém o risco nas usinas nucleares são maiores devido a produção de rejeitos radioativos.
QUESTÃO 23
O uso da água do subsolo requer o bombeamento para um reservatório elevado. A capacidade de bombeamento (Iitros/ hora) de uma bomba hidráulica depende da pressão máxima de bombeio, conhecida como altura manométrica H (em metros), do comprimento L da tubulação que se estende da bomba até o reservatório (em metros), da altura de bombeio h (em metros) e do desempenho da bomba (exemplificado no gráfico). De acordo com os dados a seguir, obtidos de um fabricante de bombas, para se determinar a quantidade de litros bombeados por hora para o reservatório com uma determinada bomba, deve-se:
1. Escolher a linha apropriada na tabela correspondente àaltura (h), em metros, da entrada de água na bomba até o reservatório.
2. Escolher a coluna apropriada, correspondente ao comprimento total da tubulação (L), em metros, da bomba até o reservatório.
3. Ler a altura manométrica (H) correspondente ao cruzamento das respectivas linha e coluna na tabela.
4. Usar a altura manométrica no gráfico de desempenho para lera vazão correspondente.
Considere que se deseja usar uma bomba, cujo desempenho é descrito pelos dados acima, para encher um reservatório de 1.200 L que se encontra 30 m acima da entrada da bomba. Para fazer a tubulação entre a bomba e o reservatório seriam usados 200 m de cano. Nessa situação, é de se esperar que a bomba consiga encher o reservatório
a) entre 30 e 40 minutos.
b) em menos de 30 minutos.
c) em mais de 1h e 40 minutos.
d) entre 40 minutos e 1 h e 10 minutos.
e) entre 1 h e 10 minutos e 1 h e 40 minutos.
COMENTÁRIOS:
Ao analisar o gráfico (1) conclui-se que: para uma altura de 30m entre a bomba e o reservatório e a utilização de 200m de cano a altura manométrica será equivalente à 45m. Em análise ao gráfico (2) conclui-se que: para uma altura manométrica equivalente à 45m a vazão de água equivale à 900l/h.
Vazão = Volume/tempo
900 = 1200/t
t = 1200/900
t = (4/3)h
t = 80 minutos = 1h e 20 min
RESPOSTA - E
QUESTÃO 25
A ultrassonografia, também chamada de ecografia, é uma técnica de geração de imagens muito utilizada em medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem ser captados de volta pelo aparelho. Para a observação de detalhes no interior do corpo, os pulsos sonoros emitidos têm frequências altíssimas, de até 30MHz, ou seja, 30 milhões de oscilações a cada segundo.
A determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano feita com esse aparelho fundamenta-se em duas variáveis imprescindíveis:
a) a intensidade do som produzido pelo aparelho e a frequência desses sons.
b) a quantidade de luz usada para gerar as imagens no aparelho e a velocidade do som nos tecidos.
c) a quantidade de pulsos emitidos pelo aparelho a cada segundo e a frequência dos sons emitidos pelo aparelho.
d) a velocidade do som no interior dos tecidos e o tempo entre os ecos produzidos pelas superfícies dos órgãos.
e) o tempo entre os ecos produzidos pelos órgãos e a quantidade de pulsos emitidos a cada segundo pelo aparelho.
COMENTÁRIOS:
A - Para tal determinação têm-se como variáveis a freqüência do som emitido e a interação do mesmo com os órgãos.
B – As ondas utilizadas na ecografia possuem natureza de vibração mecânica (som), sendo elas utilizadas no processo de geração de imagens e não a luz. À medida que a onda sonora muda de meio de propagação muda-se sua velocidade, tendo influência no processo de formação de imagens.
C - - Para tal determinação têm-se como variáveis a freqüência do som emitido e a interação do mesmo com os órgãos.
D – A velocidade do som no interior dos tecidos será primordial no processo de formação de imagens, pois a freqüência do eco será diretamente proporcional à velocidade do som permitindo a diferenciação de estruturas decorrente das freqüências emitidas pelas mesmas; e o tempo em que cada superfície produz o eco permite a determinação da distância entre as estruturas.
E - o tempo em que cada superfície produz o eco permite a determinação da distância entre as estruturas e a freqüência em que os pulos sonoros são emitidos está associada à quantidade de som e não à intensidade sonora (intensidade é diretamente proporcional à freqüência).
QUESTÃO 26
. Os motores elétricos são dispositivos com diversas aplicações, dentre elas, destacam-se aquelas que proporcionam conforto e praticidade para as pessoas. E inegável a preferência pelo uso de elevadores quando o objetivo é o transporte de pessoas pelos andares de prédios elevados. Nesse caso, um dimensionamento preciso da potência dos motores utilizados nos elevadores é muito importante e deve levar em consideração fatores como economia de energia e segurança.
Considere que um elevador de 800 kg, quando lotado com oito pessoas ou 600 kg, precisa ser projetado. Para tanto, alguns parâmetros deverão ser dimensionados. O motor será ligado à rede elétrica que fornece 220 volts de tensão. O elevador deve subir 10 andares, em torno de 30 metros, a uma velocidade constante de 4 metros por segundo. Para fazer uma estimativa simples da potência necessária e da corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotação máxima, considere que a tensão seja contínua, que a aceleração da gravidade vale 10 m/s2 e que o atrito pode ser desprezado. Nesse caso, para um elevador lotado, a potência média de saída do motor do elevador e a corrente elétrica máxima que passa no motor serão respectivamente de
a) 24kW e 109A. d) 180 kW e 818A.
b) 32kW e 145A. e) 240 kW e 1090 A.
c) 56kW e 255A.
COMENTÁRIOS:
C - Verdadeira
Me = 800Kg
Mp = 600kKg
Mt = 1400Kg
P = m.g = 1400.10 = 14000N
T = f.d = 14000.30 = 420000J
t = d/v = 30/4 = 7,5s
Pot = T/t = 420000/7,5 = 56000W =56KW
Pot = i .U => 56000 = 220.i
logo:
i = 56000/220
então:
i = 255A (valor aproximado)
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