Por que a água não pega fogo, se é formada por dois elementos combustíveis?

Nada se cria, tudo se transforma! Para os químicos, a água é uma substância, ou seja, uma forma simples e pura da matéria. Substâncias são raras na natureza: no dia-a-dia, somos geralmente confrontados com misturas. A água do mar, por exemplo, é uma mistura de água e sal, mas uma operação elementar, como a evaporação, permite a separação dos dois. Hidrogênio e oxigênio, por outro lado, são elementos. Os elementos correspondem ao último estágio possível na separação das substâncias.

A água é um composto, porque ela pode ser decomposta em hidrogênio e oxigênio, através de eletrólise, por exemplo. Cada molécula de água é constituída por exatamente um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio, que se combinam na estrutura H-O-H, com duas ligações químicas O-H. Classicamente, uma ligação química é representada por um tracejado entre os dois átomos ligados. Assim, a água é um composto de hidrogênio e oxigênio, e não uma mistura dos dois elementos, que, em condições normais, se apresentam com combinações moleculares de dois átomos: H-H e O=O, respectivamente.

O hidrogênio é combustível porque sua mistura com o oxigênio é altamente reativa. Uma vez iniciada, a reação procede até o consumo completo de pelo menos um dos dois gases, gerando como produto final a água, substância muito mais estável que a mistura inicial. Isso ocorre porque, assim como uma pedra caindo do alto de um penhasco só para quando atinge o nível maios baixo, a reação entre hidrogênio e oxigênio para quando forma a molécula mais estável. A molécula de água é mais estável porque a ligação O-H é, em média, mais forte que as ligações H-H e O=O. Assim, a água não reage mais com hidrogênio ou oxigênio, porque ela já é o composto mais estável que se pode formar a partir dos dois elementos.

Isso não quer dizer que a água não possa ‘pegar fogo’ em outras circunstâncias! Na verdade, o fogo é apenas a manifestação violenta da emissão de calor por uma reação irreversível. Existem substâncias inflamáveis ao contato com a água, como o sódio metálico. Mas essa reação só acontece porque seu produto final é mais estável que a mistura inicial.

Jean Guillaume Eon

Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Revista Ciência Hoje, Outubro de 2006.

Como os gregos sabiam sobre a existência dos planetas se eles não são visíveis a olho nu?

Vários planetas são visíveis a olho nu: Marte, Júpiter, Vênus, Saturno e Mercúrio. Esses já eram conhecidos não apenas dos gregos, mas também de povos ainda mais antigos que eles, como os babilônios. Apesar de sua semelhança com as estrelas, os planetas eram identificados pelos povos da antiguidade graças a duas características que os diferenciavam. Primeiro: as estrelas, em curtos períodos, não variam de posição umas em relação às outras. Já os planetas mudam de posição no céu com o passar das horas. À noite, esse movimento pode ser percebido com facilidade.

Segundo: as estrelas têm uma luz que, por ser própria, pisca levemente. Já os planetas, que apenas refletem a luz do Sol, têm um brilho fixo. Os mais distante só puderam ser descobertos mais tarde, com a ajuda de aparelhos óticos como telescópio. “O primeiro a ser identificado foi Urano, descoberto em 1781 pelo astrônomo inglês William Herschel”, conta a astrônoma Daniela Lázzaro, do Observatório Nacional do Rio de Janeiro.

 Super, Março de 1997.

As torres de celulares próximas às residências prejudicam a saúde?

O efeito das emissões de rádio das estações rádio base celulares (conhecida popularmente como torres de celulares) na saúde das pessoas ainda constitui um assunto muito polêmico tanto no Brasil como no exterior. O tema tem sido investigado com grande atenção nos Estados Unidos e na Europa. Embora ainda não conclusivos, estes estudos centram suas atenções mais nos aparelhos celulares que nas estações rádio base, já que os níveis de energia destas torres ainda é pequeno. Enquanto isso, várias cidades têm adotado normas de segurança, algumas baseadas em órgãos governamentais e outras definidas por sociedades científicas internacionais. Além disso, as próprias operadoras de serviço celular têm-se preocupado em avaliar os níveis de radiação próximos às estações. Por enquanto, as medidas mostram que os índices estão dentro da normalidade. É bom ressaltar que em centros urbanos, onde há um grande número de moradores vizinhos às antenas, as potências emitidas são, propositalmente, muito pequenas.

Michel Daoud Yacoub

Professor do Departamento de Comunicações da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Unicamp

O que é bluetooth?

É uma tecnologia de comunicação sem fio por ondas de rádio. Com ela, é possível jogar games em aparelhos portáteis simultaneamente com outras pessoas e enviar fotos do celular para o computador sem o incômodo de cabos. O nome bluetooth vem da forma do receptor, que se assemelha a um grande dente azul (blue tooth, em inglês). Além da liberdade de movimentos, a outra grande vantagem do bluetooth é que o envio de ondas de rádio é gratuito, sem a necessidade de se conectar à internet – e pagar as taxas exorbitantes das conexões sem fio. A desvantagem da tecnologia é que as ondas de rádio só atingem um raio de 10 metros. Os aparelhos, no entanto, não precisam estar apontados um para o outro, como ocorre na transmissão por raios infravermelhos.

Virtualmente, todo tipo de aparelho eletrônico poderá ser adaptado para trabalhar com o bluetooth, que não funciona com software. Só é necessário que os dois aparelhos tenham placas de recepção e de envio de dados. Segundo Fiore Mangone, gerente de produtos de uma empresa escandinava de celulares, há diferentes perfis de bluetooth. Alguns enviam apenas áudio, enquanto outros enviam áudio e dados de outros tipos. 

Super, Março de 2004.

Qual a forma correta de determinar a temperatura: graus centígrados ou Celsius?

Segundo a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), responsável pela nomenclatura e simbologia em química, o correto desde 1948 é o emprego de graus Celsius. A escala Celsius está dividida em 100 partes, ou graus, entre os pontos de fusão do gelo (0 °C) e ebulição (100 °C) da água. Essa divisão justifica os nomes centesimal e centígrado para a escala Celsius. É importante notar que o “zerinho” faz parte do símbolo de graus Celsius, assim não deve haver espaço entre ele e a letra C. Exemplo: 25 °C e não 25° C. É bom ressaltar também que na escala de temperatura absoluta, em que zero é a mais baixa que se pode alcançar, a unidade é o kelvin (assim mesmo, com inicial minúscula), e não mais grau Kelvin. O símbolo é simplesmente a letra K em vez de °K, como ainda se encontra em livros antigos.

Peter W. Tiedemann, Professor do Instituto de Química da USP.

Revista Galileu, Outubro de 1998.

Qual a implicação, para a mecânica quântica, da perda de informação que teoricamente ocorre em um buraco negro?

Enquanto lemos as linhas impressas no papel de uma revista, estamos nos aproveitando de uma propriedade da natureza que nos é muito útil: a informação em um sistema fechado não desaparece. Ela pode se misturar de complicadas maneiras em diferentes partes do sistema, como aconteceria caso rasgássemos o papel em muitos pequenos pedaços, mas ainda assim a informação estaria ali, distribuída em um difícil quebra-cabeça.

A mecânica quântica nos ensina que isso continua sendo verdade mesmo para escalas tão diminutas quanto a dos átomos. Se em vez de rasgar o papel, escolhermos escondê-lo em um buraco negro, estaremos dificultando bastante o acesso à informação: somente poderá lê-lo quem também entrar no buraco negro. Esse é mesmo um preço árduo a pagar, mas de fato essa informação ainda não foi perdida, e sim muito bem guardada, e até aqui não há qualquer contradição com a mecânica quântica.

O problema realmente acontece caso esperemos o buraco negro ‘evaporar’ (ver ‘Os buracos negros são eternos ou têm fim?’ em CH 252). O físico inglês Stephen Hawking foi o primeiro a demonstrar que buracos negros, ao contrário do que se acreditava, podem evaporar e diminuir de tamanho, mesmo que esse seja um processo muito demorado. Caso esperemos que o buraco negro evapore por completo, para depois procurarmos por nossa folha de papel, descobriremos que tanto o papel quanto a informação contida nele não mais existirão. Essa contradição entre a evaporação de buracos negros e a lei de conservação da informação, segundo a mecânica quântica, é conhecida como o ‘paradoxo da informação’, e ainda não se sabe quais suas reais implicações para a mecânica quântica. Resolver esse paradoxo é um dos grandes desafios teóricos perseguidos hoje.

Clóvis Maia

Instituto de Física Teórica, Universidade Estadual Paulista (SP)

Ciência Hoje, Dezembro de 2008.

Quando se diz que alguém está com a pressão 12 por 8, o que isso significa?

O primeiro número indica a pressão com que o sangue é bombeado do coração para o resto do corpo. O segundo refere-se à pressão com que ele retorna para dentro do órgão, fazendo o caminho inverso. Como aprendemos na escola, esses dois movimentos complementares do coração são chamados tecnicamente de sístole (contração) e diástole (dilatação) – daí, os dois números que medem a pressão serem denominados pressão sistólica (ou pressão máxima) e pressão diastólica (ou pressão mínima). No caso, os números 12 e 8 correspondem, respectivamente, a 120 e 80 milímetros de mercúrio aferidos no manguito, aquela bombinha utilizada para medir a pressão arterial. Essa pressão precisa ser forte o suficiente para alcançar a circulação periférica, mas não a ponto de lesar os vasos sanguíneos. “Para maiores de 18 anos, o ideal é justamente essa medida, de, no máximo, 12 por 8”, afirma o cardiologista Décio Mion Júnior, da USP, também chefe da Unidade de Hipertensão do Hospital das Clínicas de São Paulo.

Super, Setembro de 2002.