Por que um recipiente de aerossol, ao ser agitado, fica gelado?

Dentro do recipiente existem dois componentes: o líquido a ser expelido e um gás propelente sob pressão, geralmente o butano, responsável pelo lançamento do líquido para fora ao se abrir a válvula que fica na parte externa. " Quando o recipiente está em repouso, o líquido, que ocupa no máximo dois terços do espaço, está separado do gás. Ao ser agitado, dois fenômenos ocorrem simultaneamente. De um lado, parte do gás se dissolve no líquido, liberando uma pequena quantidade de calor, o que provoca aquecimento. O aumento no volume do líquido provocado pela dissolução é desprezível. De outro lado, o gás que se misturou terá de ocupar um espaço maior, expandindo-se. Esse fenômeno provoca mudanças na força de interação molecular, absorvendo calor e resfriando o sistema. Como o calor absorvido é maior que o liberado, ocorre o resfriamento das paredes do recipiente", explica o químico Atilio Vanin, da Universidade de São Paulo.

Super, julho de 1991.

Quando uma roda está girando, um ponto mais próximo do centro gira mais rápido que outro localizado perto da sua extremidade?

Nos movimentos circulares existem dois tipos de velocidade: a angular, que mede em radianos o ângulo que um ponto descreve por unidade de tempo, e a linear, que leva em conta a distância total percorrida por ele. " Na situação descrita, os dois pontos terão a mesma velocidade angular, ou seja, percorrerão um ângulo com a mesma medida durante um determinado tempo", explica o físico André B. Henriques, da Universidade de São Paulo. As velocidades lineares, entretanto, serão diferentes. O ponto localizado mais perto do centro da roda percorre, num mesmo espaço de tempo, uma distância menor que outro, próximo da extremidade, e consequentemente sua velocidade será menor.

Super, Julho de 1991.

Como funciona o choque do peixe-elétrico?

Usinas hidrelétricas, termelétricas, nucleares e eólicas. Todas elas, você já sabe, produzem energia elétrica. Agora, como um peixe pode conseguir isso? Nem pense em acender um abajur ou carregar seu celular usando um peixe-elétrico. A eletricidade emitida por esses animais é uma forma de defesa, ataque e orientação no ambiente. Vamos entender melhor esse - ai! - choque!
A explicação é a seguinte: algumas espécies de peixes possuem eletrócitos, que são células musculares modificadas. Como assim? Bem, primeiro é preciso saber que qualquer movimento muscular está associado a geração de impulsos elétricos. Acontece que, no caso desses peixes, parte da eletricidade não gasta no movimento do seu corpo, ficando armazenada nos eletrócitos. Daí o contato com esses animais a proximidade deles, produzir - zump! - uma descarga elétrica.
Essa descarga elétrica varia de intensidade de acordo com a espécie. A dona de uma das descargas mais potentes é a raia-torpedo, capaz de produzir 2500 watts de potência - para você ter uma noção, as lâmpadas incandescentes comuns têm potência média de 60 watts. No caso da raia-torpedo, essa potência toda serve para capturar suas presas ou se proteger dos predadores.
Mas será que esse choque não oferece risco ao próprio peixe? Não mesmo! O campo gerado pela descarga de eletricidade do animal situa-se ao redor do seu corpo e somente as correntes de baixa potência estão em contato com o corpo do peixe. Mas isso não quer dizer que ele esteja protegido contra descarga elétrica produzida por outro peixe elétrico...
Não há registros de acidentes fatais envolvendo seres humanos, apesar da enorme potência que alguma espécies são capazes de produzir. Por via das dúvidas, é aconselhável manter distância desses peixes, até porque tomar um choque, por mais fraco que ele seja, não é nada divertido (Mateus Soares, Departamento de Zoologia, USP).

CHC, agosto de 2011.

O que causa a reação de Mentos com Coca?

Você já deve ter visto algum vídeo engraçado sobre isso no You Tube. São mais de 7 mil deles. A febre que começou nos Estados Unidos, levou milhares de pessoas a experimentar a "ciência de garagem". No entanto, um debate no meio acadêmico ainda não conseguiu definir se a reação é química ou física. O processo, chamado de nucleação, acontece quando as bolhas de vapor entram em contato com um líquido superaquecido. No caso, assim que o Mentos é jogado dentro da garrafa, substâncias do doce se dissolvem e quebram a tensão criada entre as moléculas de CO2 da Coca. Isso causa um distúrbio na interação entre moléculas de água da bebida, que ajudam a expandir o refrigerante e formar bolhas. A experiência funciona melhor com o Mentos, pois os milhares de orifícios em sua superfície proporcionam a formação das bolhas de dióxido de carbono. Ao entrar em contato com o refrigerante, as balas rapidamente afundam na garrafa, liberando CO2 .
O aumento brusco de pressão empurra o líquido para cima e para fora da garrafa. Os principais ingredientes responsáveis pela reação são a cafeína, benzato de potássio, aspartame e o CO2 da Coca com a gelatina e goma arábica do Mentos (Fonte: Mythbusters, Mentos, Prof. José de Alencar Simoni - Unicamp).

Galileu, novembro de 2006.

Você sabia que existem super-raios?

     "Não há duas pessoas iguais", diz o velho ditado. Pois com os raios acontece a mesma coisa. Assim como existem pessoas diferentes, existem raios mais fortes do que outros. Alguns são tão mais fortes que a média de intensidade dos comuns que acabaram ganhando o nome de super-raios!
     Você com certeza já viu raios em dia de tempestade, mas talvez não saiba que eles são correntes elétricas similares às que circulam no fios dos aparelhos que temos em casa - só que bem mais intensas. E, em vez de passar por um fio, o raio corre a atmosfera.
     A intensidade média de um raio equivale a mil vezes a corrente elétrica que circula pelo fio de um chuveiro elétrico. Logo, se em casa devemos ter cuidados para não levar um choque no meio do banho, imagine o que seria um choque provocado por um raio! Ou pior, por um super-raio, que é de 10 a 20 vezes mais forte que os raios que costumam ocorrer na atmosfera, e ainda mais brilhantes!
     Os locais atingidos por super-raios costumam sofrer com grandes estragos aos equipamentos eletroeletrônicos ligados na tomada. Dependendo da situação, eles até provocam a morte de pessoas. Mas super-raios são raros. A cada ano, cerca de 50 deles ocorrem no sudeste do Brasil, enquanto são registrados cerca de três milhões de raios comuns na mesma região.
     Para quem pensou que os super-raios só causam destruição, uma boa notícia: as descargas elétricas produzidas por eles também têm um lado bom. Colaboram, por exemplo, com a produção de alimentos, porque quebram moléculas de ar produzindo compostos que, levados ao solo pelas chuvas, ajudam a fertilizá-lo. Esses mesmos compostos, por reações químicas, formam o ozônio - um gás tóxico na superfície da Terra, mas que nos protege dos raios solares quando sobe para a atmosfera.
     Agora, quando surgir uma tempestade, você pode observar o céu com outros olhos. Mas lembre-se de fazer isso de dentro de casa, próximo à janela, mas sem tocar nela, porque caso um raio caia próximo da sua residência, o metal pode conduzir eletricidade e dar choque. (Osmar Pinto Junior, Divisão de Geofísica Espacial, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais).

Muitos raios no Brasil - O Brasil é campeão mundial de raios, com cerca de cinquenta milhões por ano. Eles causam prejuízos de centenas de milhões de reais e cerca de cem mortes por ano. O motivo? O país é o maior em território situado na região tropical do planeta, ou seja, estamos localizados na área central e mais quente. Como são as temperaturas mais altas as principais responsáveis pela existência de muitos raios, o Brasil é seu alvo predileto.

CHC, agosto de 2008.

Por que em algumas fontes a água mineral é naturalmente gasosa?

As águas minerais são uma classe especial de águas subterrâneas, pois têm uma concentração elevada de algum elemento químico, que as torna benéficas à saúde humana. As concentrações para que uma água seja considerada mineral são reguladas por lei. O fato é que toda água, mineral ou não, apresenta uma grande variedade de elementos químicos dissolvidos - isso é resultado da interação físico-química da água com o meio geológico, como rochas ou sedimentos, por exemplo.
As águas que naturalmente apresentam gás são chamadas carbogasosas. Nelas, a concentração de gás carbônico (CO2) é elevada. A origem desse gás no aquífero é a degradação de matéria orgânica contida nos sedimentos (fenômeno exemplificado pela reação genérica (HCO2 + O2 = CO2 + H2O).
A ocorrência de águas carbogasosas não é comum no Brasil. As fontes mais conhecidas encontram-se nas cidades de São Lourenço, Lambari e arredores, no sul de Minas Gerais. Nesses locais, camadas de sedimentos pouco permeáveis intercalam-se com camadas mais permeáveis. A matéria orgânica fica contida no material geológico; e o oxigênio entra no sistema dissolvido na água da chuva - que alimenta o aquífero. As camadas menos permeáveis impedem que o gás gerado pelo encontro da água de recarga com a matéria orgânica do sedimento escape para a atmosfera. Em geral, a concentração natural de CO2 na água não é muito alta. Assim, para sua comercialização, as empresas retiram do solo o próprio gás e, por meio de técnicas industriais, reforçam sua presença no produto, antes de engarrafá-lo. (Ricardo Hirata, Centro de Pesquisas de Águas Subterrâneas, Universidade de São Paulo).

Ciência Hoje, dezembro de 2013.

Por que a água pega o gosto dos alimentos quando está na geladeira?

Apesar da aparente serenidade, dentro da sua geladeira acontece um verdadeiro baile das partículas. Cada alimento que chega perde um pouco de água. "Quando esse líquido sai, carrega junto moléculas da comida", diz o químico Atílio Vanin, da Universidade de São Paulo. Então, se um peixe fresco for colocado na geladeira, a umidade em torno dele se desprenderá e circulará pelo ambiente, levando alguns micropedaços. As moléculas fujonas se depositam sobre tudo o que estiver destampado. Por isso, a água ganha o sabor estranho. A menos que você se previna. "Existem produtos, feitos com carvão,  que absorvem as moléculas voadoras e neutralizam os odores de geladeira", ensina Vanin. Uma boa tampa também mantém sua água sem gostos indesejados.

Super, maio de 1999.