A que se deve o barulho ouvido quando um balão estoura?

Quando começa a soprar para um balão vazio e o látex flexível começa a expandir-se, as ligações químicas que unem as moléculas são permanentemente quebradas.

Se soprar demasiado arpara o balão, o látex atingirá o seu limite elástico (o ponto em que não pode esticar mais) e as moléculas cederão completamente e separar-se-ão a alta velocidade. O ar comprimido no interior do balão expande-se repentinamente quando o balão é rebentado, forçando o furo no látex a alargar extremamente depressa. O estrondo ocorre porque os pedaços de látex recuam mais depressa que a velocidade do som, produzindo um miniestrondo sónico. 

Albert Einstein

Cientista pioneiro da sua época, Einstein é considerado o físico mais influente de sempre.

Albert Einstein nasceu a 14 de março de 1879, em Ulm, Alemanha, e é considerado o físico mais influente do século XX, tendo formulado as teorias da relatividade geral e especial, que ainda hoje sustentam grande parte da física e da astrofísica. Em 1921, foi-Ihe concedido o prémio Nobel da Física pela sua explicação do efeito fotoelétrico - um processo pelo qual as partículas eletricamente carregadas são libertadas por uma substância quando expostas a radiação eletromagnética.

O primeiro contacto de Einstein com a ciência deu-se era alinda rapaz, instigado pela curiosidade suscitada pela bússola do pai. Confuso pelas forças invisíveis que pareciam atuar sobre a agulha da bússola, passou os primeiros anos fascinado por tais forças. Encorajado pela leitura dos trabalhos de Aaron Bernstein, que o apresentaram aos conceitos de eletricidade e luz, Einstein dedicou os primeiros anos da adolescência à  natureza da luz, tendo escrito uma obra científica intitulada The Investigation Of The State Of Aether ln Magnetic Fields.

Apesar da grande paixão pelas ciências, Einstein teve uma educação atribulada. Era frequente faltar às aulas na Escola "Politécnica Federal na Suíça, e os problemas nos negócios do pai perturbavam ainda mais a situação, obrigando a várias mudanças de casa. Einstein acabou por ser obrigado a aceitar um cargo no instituto de patentes suíço, em Berna, um papel bastante menos prestigioso que o desejado doutoramento.

Retrospetivamente, contudo, a posição no instituto de patentes era ideal, pois deixava-lhe bastante tempo para teorizar as propriedades e natureza da luz. Subitamente, em 1905, Einstein fez uma descoberta que deu início ao chamado “ano milagroso", em que publicou quatro obras: a primeira sobre o efeito fotoelétrico, a segunda sobre a existência dos átomos, a terceira uma introdução à teoria matemática da relatividade especial e a quarta sobre a teoria da relatividade. Esta última foi publicada quase como uma reflexão posterior, apesar de conter a equação pela qual é conhecido: E = mc²·.

A princípio, a comunidade científica ignorou o trabalho de Einstein - que, no entanto, captou a atenção do maior cientista da época: Max Planck, fundador da teoria dos quanta. Graças a Planck, Einstein tornou-se um membro respeitado da comunidade internacional, comparecendo nas prestigiosas conferências Solvay e recebendo posições importantes nas mais influentes universidades europeias.

Depois de completa a teoria da relatividade geral em novembro de 1915, o trabalho de Einstein foi interrompido pela I Guerra Mundial. Sempre pacifista, Einstein era contra a guerra e defendia frequentemente a sua posição. Depois da guerra, viajou pelo mundo, mas a sua estadia longe da Europa cedo se tornou permanente, tendo fugido da Alemanha nazi em 1933. Einstein instalou-se nos EUA e recebeu a cidadania norte-americana em 1940.

Na América, apesar de não estar totalmente convencido da possibilidade de uma bomba atómica, encorajou o governo dos EUA

- tendo mesmo escrito ao presidente Roosevelt

- a pesquisar as reações nucleares em cadeia

usando urânio, em reação aos avanços alemães nesse campo. Não trabalhou diretamente no projeto de construção da bomba, apesar de esta se ter baseado no seu trabalho.

Segundo foi noticiado, Einstein estaria de férias quando a primeira bomba atómica caiu em Hiroshima, no Japão. As consequências da bomba levaram-no a realizar conferências e campanhas antinucleares para o resto da vida.

Nos seus últimos anos, Einstein foi pioneiro de inúmeras teorias, incluindo sobre buracos verme, modelos multidimensionais a possibilidade das viagens no tempo, para além de iniciar a teoria de campo unificado - uma teoria abrangente que unificaria as forças do Universo e a física num só contexto.

Einstein falecido de um aneurisma aórtico em 1955. Ainda assim, o seu legado sobrevive até aos dias de hoje, sendo várias das suas  suposições ratificadas e desenvolvidas pela atual geração de cientistas.

Quero Saber n.º15

TELESCÓPIO

Como ferramenta essencial da astronomia, o telescópio expandiu o nosso conhecimento do Universo.

Inventado no início do século XVII e batizado pelo matemático grego Giovanni Demisiani em 1611, o telescópio ajudou a expandir a visão humana na Terra e, graças ao trabalho do astrónomo lendário Galileu·Galilei, também no espaço. A sua influência até aos dias de hoje é bastante importante, sendo o telescópio usado numa variedade de aplicações e disciplinas, desde a observação de estrelas amadora à análise intergaláctica do telescópio espacial Hubble, da NASA. Galileu fez este comentário muito famoso acerca do telescópio: "Eis que o vosso caro amigo e servo Galileu tem estado irremediavelmente cego este último mês; para que este céu, esta terra, este universo, que eu pelas minhas maravilhosas descobertas e claras demonstrações expandi cem mil vezes para lá da crença dos sábios de outros tempos, seja doravante para mim reduzido ao pequeno espaço ocupado pelas minhas próprias sensações corporais."

o entanto, o crédito do design dos telescópios astronómicos modernos vai para o polímata inglês Isaac Newton, que, em 1668, inventou o primeiro telescópio com sistema refletor inteiramente funcional do mundo.

O primeiro refletor de Newton usava uma série de espelhos curvos para juntar a luz transmitida e devolvê-Ia por um caminho ótico até ao ponto de foco, diretamente visível Pelo utilizador do telescópio através de um monóculo.

ISAAC NEWTON

considerado o inventor do telescópio Refletor, Isaac Newton foi um investigador pioneiro no campo da ótica e astronomia durante toda a vida realizando várias palestras,  escrevendo livros e apresentando modelos funcionais à Royal Society de Inglaterra. Através da sua invenção e do seu trabalho no campo da ótica da astronomia, Newton definiu o curso que os seguintes modelos de telescópio seguiram e a forma como os astrónomos os utilizam até aos dias de hoje.

Quero saber n.º15

Telefone

TELEFONE – a invenção que mudou  as comunicações

Na década de 1870, Alexander Graham Bell e Elisha Gray desenvolveram ambos um dispositivo capaz transmitir voz por meio eletrónico: o telefone. Surpreendentemente, ambos terminaram respetivos modelos a apenas horas um do outro, e correram para o instituto de patentes para registarem a sua invenção como a original.

No fim, Bell chegou primeiro, sendo hoje creditado la invenção, embora Gray tenha desafiado essa afirmação durante bastante tempo.

Em 1876, Bell concebeu um método de falar por via elétrica, que comercializou como telefone. A sua invenção teve muito mais sucesso que as tentativas de outras pessoas de criar aparelhos semelhantes, pelo que acabou por ser consagrado como o verdadeiro inventor do telefone - o que se deveu, em parte, à sua experiência anterior com o teIégrafo, um sistema elétrico com fios semelhante o telefone. O protótipo de "telégrafo harmónico" de Bell mostrou que os sons de tons diferentes podiam ser enviados através de telégrafo - a base do seu trabalho com o telefone. As suas primeiras palavras ao telefone foram pronunciadas no dia 10          de março de 1876, ao assistente Thomas A. Watson: "Sr. Watson, venha cá, preciso de si aqui."

ALVO · DE DISPUTA

Antonio Meucci também afirmou ser o verdadeiro inventor do telefone. Nascido em Itália, Meucci emigrou para os EUA em 1850, aos 42 anos de idade, com a mulher. Com ele levou a sua invenção, o dispositivo de "telefonia". Meucci registou um sinal de patente (mais barato que uma patente real) em 1871, mas não pôde fazer uma patente  verdadeira. Em 1874 não renovou sinal e, dois anos depois, Bell emergiu com a sua própria patente de telefone. Meucci levou a disputa a tribunal, mas faleceu antes de os procedimentos estarem completos.

Chuvas ácidas

A água das chuvas é normalmente ácida, apresentando um pH à volta de 5,6 devido à presença de dióxido de carbono. Essa acidez natural é útil, pois ajuda a dissolver os sais minerais existentes nos solos, facilitando a sua absorção pelas plantas. Contudo, nos últimos tempos, a acidez da água das chuvas tem aumentado de forma assustadora, tendo já sido detetados valores de pH próximos de 2!

Desta situação, resultam graves consequências para a vida na Terra. O aumento da acidez dos solos impede o desenvolvimento das plantas, sendo responsável  pela devastação de florestas e de colheitas agrícolas. A contaminação da água dos rios e dos lagos mata a flora e fauna aquáticas.

Para contrariar as consequências das chuvas ácidas, lança-se, por vezes, cal sobre as águas dos rios e dos lagos, e também sobre os solos afetados.

Também os edifícios e os monumentos são danificados devido à corrosão provocada pelas chuvas muito ácidas.

Os países industrializados são os principais responsáveis pelas chuvas ácidas, pois é aumento contínuo da emissão de gases poluentes para a atmosfera, associada à queima de combustíveis fósseis, que provoca esta catástrofe.

Os principais poluentes causadores de chuva ácida são os óxidos de azoto (NO e NO₂) e o dióxido de enxofre (SO₂). Estes óxidos são muito solúveis em água (H₂O) e, quando em contacto com ela, originam ácido nítrico (HNO₃) e ácido sulfúrico (H₂SO₄) que se acumulam nas nuvens. Quando o vapor de água condensa, estes ácidos caem para o solo dissolvidos na água da chuva.

O dióxido de enxofre forma-se a partir da combustão do enxofre existente no carvão e nos derivados do petróleo. Por isso, as centrais termelétricas são responsáveis pela emissão de grande parte dos milhões de toneladas de dióxido de enxofre libertado para a atmosfera.

Os óxidos de azoto libertam-se essencialmente no tubos de escape dos automóveis e transportes movidos a combustíveis fósseis, como resultado da combinação, a altas temperaturas, do azoto (N₂) do ar com o oxigénio (O₂) nos motores, mas também resultam da atividade de algumas fábricas.

Também o dióxido de carbono (CO₂), cujo aumento na atmosfera se deve à queima de combustíveis fósseis, contribui para o aumento da acidez da água da chuva.

Proteção dos metais

Corrosão

A corrosão é a deterioração de um metal ou das sua propriedades provocada por uma reação química, quando este se encontra exposto ao ar. Há vários tipos de corrosão, mas o mais comum é a oxidação do metal em presença de humidade. Na maior parte do metais, a corrosão ocorre na forma de óxidos. Para evitar, podem ser usados vários processos.

Por ordem decrescente da tendência para a corrosão, temos que o magnésio (Mg) é dos metais que oxida mais facilmente, seguido do zinco (Zn), alumínio (Al) e ferro (Fe). O ouro (Au) e a platina (Pt) são dos metais com menor tendência para sofrer corrosão.

A utilização de tintas, vernizes ou revestimentos plásticos para cobrir a superfície exposta de um metal é um dos processos de proteção dos metais mais comuns. No entanto, este só fica protegido se não houver quaisquer fissuras na camada protetora. Caso contrário, a superfície exposta sofre, de imediato, corrosão.

Outros processos de proteção envolvem reações químicas entre o metal a proteger e outros metais previamente selecionados. A eletrólise é um processo químico desencadeado pela ação de uma corrente elétrica, muito usado indústria metalúrgica para revestir objetos por outros metais mais resistentes à corrosão. Por exemplo, a folha de Flandres utilizada no fabrico das latas de conserva é ferro revestido estanho. As peças estanhadas (recobertas com estanho) têm ainda outras a aplicações em utensílios de cozinha, componentes eletrónicos.

A corrosão das canalizações subterrâneas em ferro pode, por exemplo, ser impedida ligando o ferro a metais como o zinco ou o magnésio, que se oxidam mais facilmente. Este processo, designado por proteção catódica, é também muito utilizado para proteger da corrosão os navios e outras estruturas metálicas de grande porte.

Também na galvanização, o ferro é revestido por zinco. Assim, mesmo que a camada de ferro seja exposta por um risco na superfície, o zinco continuará a ser atacado impedindo o ferro de oxidar.  

Boomerangs

Os boomerangs têm a particularidade de poderem ser atirados a grande distância e de regressarem ao local de onde partiram. Os habitantes da Austrália chegam a atirá-los a cerca de cem metros de distância e a quarenta e cinco metros de altura, com cinco círculos completos. Os que não voltam para trás, e que são mais práticos para a caça, podem ser atirados até uma distância de cento e sessenta metros.

O boomerang normal tem a forma de uma banana dobrada.

Será essencial ter essa forma?

Pode-se fazer boomerangs coma forma de um X ou de um Y?

A maior parte dos boomerangs estão concebidos para serem atirados com a mão direita. Qual é a diferença entre estes e os boomerangs que se atiram com a mão esquerda?

Por que é que um boomerang com qualquer formato volta para trás?

Por que é que descreve um trajetória fechada?

Finalmente, de que forma é que o percurso depende da orientação do boomerang no momento em que sai da mão do atirador?

O boomerang que se atira com a mão direita é lançado de num plano vertical, de modo que gira em torno de um eixo horizontal. Visto que se trata de um lado aerodinâmico, atua nele um força de elevação lateral, e essa força é maior na metade superior do que na metade inferior, porque a metade superior roda no mesmo sentido em que segue o boomerang, enquanto que a metade inferior roda no sentido oposto. Portanto, atua um momento que procura inclinar o boomerang, mas, em vez disso, ele inflete para a esquerda e mantém-se vertical. Pode mesmo descrever um círculo completo durante o voo, se a infleção para tal for suficiente.

Varetas luminosas

O que está dentro destas varinhas fluorescentes?

No interior das varetas luminosas está um recipiente de vidro muito fino com uma substância química. Quando este recipiente se parte, liberta a substância química para o resto da vareta, onde se encontram outras substâncias com as quais reage, libertando luz.

Algumas reações químicas produzem luz: é a chamada quimioluminescência.

O recipiente tem normalmente uma solução de éter de fenil oxalato e um corante fluorescente - que determina a cor do brilho da vareta - e o resto do tubo contém uma solução de peróxido de hidrogénio (H₂O₂). Quando estas substâncias se misturam, o nível de energia dos eletrões do corante aumenta e quando estes regressam ao seu estado normal, libertam energia sob a forma de luz.

QUERO SABER N.º 14