Porque sai fumaça do gelo e das bebidas geladas?

Porque um cubo de gelo ou uma garrafa com temperatura em torno de 0 °C têm a capacidade de resfriar facilmente o ar que está ao seu redor. Além de ser formado por gases, o ar também apresenta vapor d’água. Com o tal resfriamento, o vapor se transforma em um conjunto de gotículas, que enxergamos como uma fumacinha. Na verdade, é algo mais parecido com uma nuvem do que com fumaça, porque se trata de uma névoa formada por minúsculas gotas de água. Outra diferença é que essa névoa não sobe como a fumaça comum, formada quando alguma coisa queima. Como a temperatura das gotinhas é mais baixa que a do ambiente, a névoa fica mais densa – e mais pesada – que o ar. “Por isso, ela tende a descer. A mesma coisa acontece quando abrimos a porta de uma geladeira: a umidade do ar em volta se condensa e também desce”, afirma o físico Cláudio Furukawa, da USP. O curioso é que o efeito varia de acordo com as condições do clima: quanto mais úmido o ar, mais vapor haverá para ser condensado.

Isso quer dizer que se tirarmos uma cerveja supergelada do freezer de algum restaurante no calor molhado de Manaus, por exemplo, vai aparecer um monte de fumaça em volta da garrafa. Mas se a operação for repetida em uma mercearia na aridez do sertão nordestino, a névoa com certeza será bem menor.

Porque a espuma de sabão é sempre branca?

Em primeiro lugar, porque os corantes se dissolvem bastante ao entrar em contato com a água. Segundo, porque as bolhas que formam a espuma são bem fininhas. “A cor, que já não era tão forte depois de ter sido diluída, torna-se ainda mais fraca nessa camada fina”, diz o químico Massuo Jorge Kato, da USP. Assim, cada bolha da espuma fica quase transparente. Mas, então, por que a espuma é branca, e não translúcida como uma bolha isolada? É que cada bolha desvia pelo menos um pouquinho dos raios de luz que chegam até ela. Quanto se juntam incontáveis bolhinhas, como na espuma, os raios acabam sendo ricocheteados para todos os lados, como se estivessem em um jogo de espelhos. Como cada um desses raios corresponde a uma cor diferente, todos os tons possíveis são refletidos para os nossos olhos ao mesmo tempo. E adivinhe qual é a cor que surge da junção de todas as outras? É isso mesmo, a branca.

Porque o navio flutua?

Porque o navio é mais leve que a água. Absurdo? Em parte, sim. O problema é que ninguém aceita muito bem essa explicação tão simplista. Afinal, todo mundo sabe que um punhado do aço inox que forma a carcaça de qualquer barco pesa muito mais que o mesmo punhado de água. Onde está o segredo, então? Está no tamanho do navio, e não no seu peso. Para entender isso melhor, vamos usar uma pessoa como exemplo. Imagine se ela resolve dar uma de messias e tenta andar sobre a água. Não vai funcionar, claro, e ela acabará afundando. Mas essa mesma pessoa, deitada, e não em pé na água, consegue boiar sem grandes problemas. E o peso do corpo é exatamente igual nas duas situações. A diferença está na concentração desse peso. No primeiro exemplo, ele fica todo concentrado nos pés da pessoa. Já no segundo é distribuído por toda a área do corpo. Aí, é como se você ficasse mais leve, pelo menos do ponto de vista da água que o ampara. Para os barcos, vale exatamente a mesma regra.

O segredo de tudo isso está na quantidade de água deslocada por cada material, seja o corpo de uma pessoa ou um navio. Se o volume de um material – o espaço ocupado por sua massa – for grande, mais água será tirada do lugar, certo? E o líquido reage tentando ocupar novamente esse espaço. Quanto mais água é tirada do lugar, maior é a reação. Essa força contrária é que tem o poder de sustentar um material volumoso mergulhado na água. “É justamente seu volume que permite isso”, diz o engenheiro naval Cláudio Sampaio, da Universidade de São Paulo (USP). Se o volume for bem razoável, a quantidade de líquido deslocado por ele terá poder suficiente para manter um corpo de peso enorme flutuando. É esse princípio que está por trás da navegabilidade de todos os barcos desenvolvidos pelo homem, das primeiras e relativamente leves galeras do Egito antigo aos modernos porta-aviões nucleares, verdadeiras máquinas navais de guerra, que podem pesar aproximadamente 100 mil toneladas.
Navegar é precisoComo os barcos evoluíram nos últimos 5 mil anos

GALERA – FORÇA BRAÇAL

Movidas por dezenas de remadores, às vezes auxiliados por uma vela rudimentar, as galeras foram os barcos mais importantes da Antiguidade. Versões primitivas começaram a surgir por volta do ano 3000 a.C., no Egito. Eram usadas no comércio e, principalmente, na guerra, por serem mais manobráveis que barcos movidos apenas a vela. Só desapareceram de vez no século 16 da era cristã

CARAVELA – VENTO A FAVOR

O uso de velas paralelas ao casco, capazes de aproveitar os ventos laterais como propulsão, deu autonomia aos barcos, permitindo viagens mais longas. Navios mercantes leves, como as caravelas portuguesas, com 60 toneladas e 20 metros de comprimento, podiam ir da Europa à América em um mês. Nas guerras, reinavam os galeões espanhóis, alguns com mais de 700 toneladas

NAVIO A VAPOR – VIAGENS MOTORIZADAS

Na segunda metade do século 18, estrearam os barcos com motores movidos a vapor. Os primeiros, lentos e com pás giratórias, ficaram famosos ao cruzar o rio Mississípi nos Estados Unidos. O primeiro transatlântico assim surgiu em 1838, na Inglaterra. Como essas embarcações eram pesadas demais para a madeira, surgiram os cascos de ferro. Por volta de 1860, as rodas com pás foram trocadas por hélices

PORTA-AVIÕES – A ERA NUCLEAR

Os primeiros porta-aviões surgiram na década de 1920. Durante a Segunda Guerra (1939-1945), eles se consolidaram como os mais temidos navios de combate. Mas a grande revolução tecnológica veio mesmo nos anos 60, com a estréia dos porta-aviões nucleares. Movidos por reatores, eles não precisam parar para reabastecer. Uma máquina moderna dessas carrega em torno de 70 aeronaves

ESCUNA – VELAS GIGANTES

Com o comércio crescendo entre países distantes, foi preciso aumentar a velocidade das embarcações. Por isso surgiram as escunas, barcos com casco estreito, para diminuir o atrito com a água, e velas muito grandes. Navios assim, principalmente os ingleses e os americanos, batiam recordes sem parar. Um deles foi de Boston, nos Estados Unidos, a Liverpool, na Inglaterra, em apenas 12 dias
Ação e reaçãoA água deslocada pela embarcação irá sustentá-la

Se um barco tem mil toneladas, seu volume tem que ser grande o suficiente para deslocar o mesmo peso de água. O líquido reagirá então com uma força equivalente às mil toneladas, só que na direção oposta à do peso do navio. Essa força de sustentação contrária equilibra as coisas e faz o barco flutuar

De quem evoluiu o macaco?

Foi de um animal do tamanho de um ratinho, que morava escondido em buracos de árvores, comendo insetos, e que viveu há 100 milhões de anos. Fora isso, sabemos apenas que ele era parecido com pequenos mamíferos que existem hoje em dia, como o musaranho. Esse antepassado distante ainda não era um primata – ordem à qual os macacos e o homem pertencem e cujo primeiro representante só apareceria 40 milhões de anos depois. Esse lapso de tempo é enorme e até hoje ainda não são conhecidas as espécies que completariam esse período da árvore genealógica dos macacos. “Existe um buraco na evolução. Todos os fósseis encontrados, que fariam a ponte entre os insetívoros e os primatas, foram desconsiderados”, afirma o biólogo Walter Alves Neves, da Universidade de São Paulo (USP). O termo “desconsiderado” soa esquisito, mas significa que pesquisas posteriores mostraram que esses fósseis realmente não compunham os elos perdidos tão procurados pelos especialistas.

Se essa parte da história evolutiva dos macacos é nebulosa, pelo menos os capítulos mais adiante são bem conhecidos. Ao longo de milhões de anos, os primatas foram crescendo de tamanho e ganharam um cérebro maior. O hábito de viver de galho em galho ajudou nessa última transformação, pois nas árvores os primatas aprimoraram o tato e a visão para fugir de predadores e encontrar comida. A evolução dos sentidos levou esses animais a expandirem uma área do cérebro fundamental para o desenvolvimento de capacidades, como a associação de idéias e o aprendizado. Sem esse avanço, os primatas poderiam não ter sobrevivido e o homem nem sequer pisado na Terra.
A grande famíliaÁrvore genealógica dos primatas nasceu há 100 milhões de anos

Primos próximos

Os macacos rimiformes evoluíram a partir de antigos prossímios, ganhando mais agilidade e inteligência. Eles surgiram cerca de 45 milhões de anos atrás. Hoje há perto de 200 espécies desses animais, que se dividem entre os chamados macacos do novo mundo (que habitam as Américas), como o mico-leão, e os do velho mundo (África), como o mandril

Quase humano

O ancestral comum entre humanos e grandes primatas viveu há cerca de 6 milhões de anos e ainda é desconhecido. Há 5 milhões de anos surgiram os primeiros hominídeos: os australopitecos, parecidos com os macacos, mas bípedes. O primeiro ancestral do gênero Homo, o Homo babilhas, surgiu 2 milhões de anos atrás e já manipulava bem objetos

Irmão cabeça

Os grandes primatas vieram dos mesmos animais que deram origem aos macacos do velho mundo. A separação entre os ancestrais de um grupo e de outro foi há 25 milhões de anos. Os grandes primatas têm o cérebro maior e mais complexo. Hoje, são os gibões, gorilas, orangotangos, chimpanzés e bonobos – dos quais os dois últimos são nossos parentes mais próximos

Arauto da macacada

Os primeiros primatas, chamados prossímios, surgiram há 60 milhões de anos. Alguns de seus representantes ainda estão por aí, como o moderno társio. Esses animais se diferenciaram de seus ancestrais insetívoros por terem uma dieta mais variada, corpos mais bem adaptados à vida nas árvores e um cérebro bem maior

Pai de todos

Os mais distantes ancestrais dos macacos eram de uma extinta família de insetívoros (animais comedores de insetos) chamada Nepticúlida que viveu entre 100 milhões e 38 milhões de anos atrás. Seus membros se pareciam com o musaranho, um pequeno mamífero moderno. Além dos primatas, eles deram origem a outros animais, como cavalos e bois

Ovelha negra

Os lemurídeos se separaram do tronco evolutivo que deu origem ao társio e aos macacos modernos há mais de 50 milhões de anos, formando uma linhagem própria, que originou os atuais lêmures. Esses animais conservam uma aparência primitiva, com rosto de raposa e corpo de macaco

Porque a água se expande ao congelar?

Por causa da geometria de suas moléculas. Quando a água está na forma líquida, elas ficam bem juntinhas umas das outras. Já no estado sólido, como gelo, acabam se separando. Isso acontece porque o gelo é formado por moléculas de água arranjadas geometricamente em forma de cristais. Quando elas se organizam dessa maneira, deixam mais espaços vazios entre os átomos do que no estado líquido, como mostram as ilustrações à esquerda. Assim, o gelo fica menos denso que a água, ao mesmo tempo que ocupa mais espaço que ela. Para se ter uma ideia  1 000 quilos de água enchem um metro cúbico; com gelo, bastam 917 quilos. O surpreendente é que isso contraria a natureza, pois, em geral, os sólidos ocupam menos espaço que os líquidos.

Mas isso não significa que, quanto mais quente, mais densa fica a água. Sua densidade máxima ocorre, na realidade, aos 4 ºC. Nessa temperatura, os cristais já estão todos quebrados e as moléculas mais unidas do que nunca. “Acima de 4 ºC, o comportamento da água passa a ser o usual: quanto maior a temperatura, maior a agitação das moléculas. Aí, então, elas perdem densidade e ocupam cada vez mais espaço”, diz o químico Jorge Masini, da USP.

Como se formou a areia do mar?

Os grãos que a gente usa para brincar de “milanesa” nascem do desmanche das rochas de alguma serra próxima. É o mesmo processo que forma a areia dos rios, dunas, lagos e lagoas – e que costuma demorar milhões de anos, do desgaste de uma rocha à carona do vento ou da água dos rios até as praias. A origem geográfica da areia pode estar numa cadeia montanhosa a poucos metros ou a muitos quilômetros da praia. É o tipo de rocha dessa montanha que determina o tipo de areia em que você deita e rola no verão. “Por exemplo, aquela areia branca e fina, comum nas praias do Brasil, é composta principalmente de quartzo, mineral que vem do granito, um dos tipos de rocha mais abundantes na serra do Mar, que margeia o litoral do país”, afirma o geólogo Paulo Gianinni, da USP. O que pouca gente sabe é que, depois de figurar na paisagem praiana por milhões de anos, os grãos de areia também morrem. Tudo acontece ali na praia mesmo: empilhado pelo peso enorme das novas camadas de areia que continuamente chegam à costa, o grão desce a centenas de metros de profundidade e volta a ser pedra, formando o assoalho oceânico.
Da pedra ao póDesgaste das rochas é o primeiro passo na formação dos grãos

1. O processo de formação da areia começa com a ação do vento, da chuva, de raízes e de microorganismo sobre uma pedra, que os geólogos costumam chamar de “rocha mãe”. Em um intervalo de milhões de anos, esses agentes lixam a pedra, decompondo-a em partículas minúsculas

2. Esses “restos” de pedra caem ao redor da rocha mãe, misturando-se à vegetação. O material que vai compor a areia já está lá, mas, enquanto não mudar de endereço, ele é simplesmente um tipo de solo

3. A formação da areia segue com o transporte de solo para longe da rocha mãe. Sob a ação do vento, da gravidade e das enxurradas, essa mistura – chamada agora de sedimento – desce a ladeira montanhosa rumo a um rio

4. Pela ação da água do rio, o sedimento é “peneirado” entre argila, areia e cascalho. A argila é tão leve que fica em suspensão na água. O cascalho, maior, fica no fundo e nem chega à praia. A areia, sim, tem o tamanho ideal para ser carregada pela correnteza

5. Dependendo do caminho e da resistência do mineral de origem, os grãos podem sofrer um “amadurecimento” e chegarem menores e mais arredondados à praia. É lá que eles vão passar os próximos milhões de anos da sua vida

6. Na costa, a areia muda de lugar por causa do movimento das marés. E o mar e os rios também trazem outros ingredientes para a mistura, como conchas, algas e outros restos de animais que dão a fórmula final da areia
De grão em grãoOrigem da rocha determina cor da areia

AREIA NEGRA

TAMANHO DO GRÃO – 0,25 a 0,5 mm de diâmetro

COMPONENTE PRINCIPAL – Mica

Grãos angulosos (cheios de saliências pontiagudas e irregulares) como estes são típicos de praias de areia escura. Além de enegrecer a areia, a mica sinaliza que o local de origem da areia é uma montanha bem próxima da praia

AREIA BRANCA

TAMANHO DO GRÃO – 1 a 2 mm de diâmetro

COMPONENTE PRINCIPAL – Quartzo

Este é o tipo de areia presente em boa parte do litoral brasileiro. O fato de o grão ser arrendondado e composto de quartzo (um “subproduto” da mica) mostra que a rocha que deu a origem à areia fica relativamente distante, pois o grão já sofreu bastante desgaste

AREIA MESCLADA

TAMANHO DO GRÃO – 0,12 a 0,25 mm de diâmetro

COMPONENTE PRINCIPAL – Silício

A principal fonte mineral desta areia são os grãos irregulares e esbranquiçados de silício. Mas ela também possui muitos fragmentos de corais e algas vermelhas, que podem dar uma coloração mais forte à mistura

O que é um ser vivo?

Parece incrível, mas os cientistas ainda não sabem dizer com certeza. Ou melhor, não se entendem. A princípio, um ser vivo é qualquer coisa capaz de se reproduzir, evoluir e manter um metabolismo (isto é, produzir energia quando come ou respira). Mas só isso não resolve. O caso dos vírus, por exemplo, divide os pesquisadores. Alguns os consideram vivos, já que sabem se reproduzir. Outros acham que não, pois, para começar, eles surgiram a partir de células, como se fossem um defeito dos organismos. “Os vírus são apenas produtos da matéria viva, como os elementos químicos que produzem as cores de uma flor. O fato de eles terem aprendido a se multiplicar não é suficiente para considerá-los seres vivos”, diz o virologista americano Eckard Wimmer, da Universidade de Nova York. Ele tem trunfos para sustentar sua posição, já que foi o líder da equipe que criou o primeiro vírus em laboratório, uma cópia do vírus da poliomielite, em julho deste ano.

Antes, nenhuma entidade biológica havia sido recriada usando química pura. “Para mim, eles são só produtos químicos. Tanto que nós publicamos a fórmula do vírus da pólio”, afirma Wimmer. Sua posição, porém, está longe de ser unânime no meio científico. “Os vírus podem, sim, ser considerados formas de vida. Eles não têm metabolismo próprio, mas utilizam a maquinaria das células em seu benefício. Além disso, evoluem”, diz o microbiologista Carlos Menck, da USP. O famoso físico inglês Stephen Hawking botou mais lenha na fogueira ao afirmar, em um artigo chamado Life in the Universe (Vida no Universo), que considera os vírus como seres vivos – os de computador, inclusive: “Esses vírus são programas que fazem cópias de si mesmos na memória da máquina e se transferem para outros computadores. Como os vírus biológicos, eles contêm apenas instruções, ou ‘genes’, e reprogramam o computador, ou ‘célula’ . Assim, acredito que sejam uma forma de vida”. Maluquice? Pode até ser, mas já há biólogos que concordam com ele.

Quanto aos outros seres, não resta dúvida: ácaros, grama, fungos de queijo gorgonzola e tudo o mais que contiver células são, sim, considerados vivos. As minúsculas bactérias, aliás, são tidas como os seres de maior sucesso no planeta, pois se adaptaram a praticamente todos os hábitats e se reproduzem há 3 bilhões de anos. Tudo isso com o organismo mais simples de todos, formado por uma célula só.

Porque a parafina da vela não queima?

Queima, sim. À primeira vista, parece que só o pavio pega fogo e que a cera de parafina apenas derrete. Mas tente incinerar um pavio solto. Ele será consumido em segundos. Quando ele está no meio da vela, isso não acontece justamente porque o combustível que alimenta a chama é a parafina (derivado do petróleo composto por elementos inflamáveis, chamados hidrocarbonetos). Quando você acende o pavio, a cera do topo da vela derrete e é absorvida por ele. A alta temperatura faz a parafina líquida virar vapor e é esse vapor que pega fogo. Com essa capa protetora ao seu redor, o pavio não queima tão rapidamente. Mas, se a própria cera é inflamável, por que sempre sobra parafina quando a vela acaba? Porque a cera contém hidrocarbonetos diferentes: uns mais inflamáveis, outros menos. “Como a temperatura da chama não é suficiente para queimar os menos voláteis, eles simplesmente derretem”, diz o químico Flávio Maron Vichi, da USP.

Porque as estrelas piscam?

Por causa de uma ilusão de ótica. O que pisca, na verdade, não são as estrelas, mas sim as imagens que nós vemos delas. A luz brilhante desses corpos celestes atravessa mais de 100 quilômetros de atmosfera da Terra antes de chegar aos nossos olhos. Durante esse trecho da viagem, os raios são balançados pelo ar, dando a impressão de que as próprias estrelas têm sua luminosidade alterada o tempo todo. É como observar o ralo de uma piscina do lado de fora dela. O balanço da água não faz com que a imagem do objeto pareça sacudir? A atmosfera age na luz das estrelas da mesma maneira. Como esses astros parecem pontinhos pequeninos, a distorção de suas imagens cria o efeito pisca-pisca. Já com os planetas visíveis a olho nu – Mercúrio, Vênus, Marte e Júpiter – isso não ocorre. Como suas imagens no céu são maiores para nós do que as das estrelas, a distorção causada pelo ar não é suficiente para fazê-los piscar.

Quer dizer, nem sempre: “Quando o ar está muito agitado, até mesmo os planetas parecem cintilar”, afirma o astrônomo Enos Picazzio, da USP. No espaço sideral, sem a influência da atmosfera terrestre, o brilho de qualquer astro é sempre fixo.

Como se forma a poeira?

De várias maneiras, pois existem poeiras para todos os gostos… ou desgostos.

A formação mais comum é fácil de perceber: cortesia do vento, que está sempre levantando uma boa quantidade de partículas de terra ou areia. Mas nem sempre a coisa é tão visível assim. Quem está acostumado a fazer a faxina de casa, sabe que poeira não precisa nem de vento nem de janela aberta para invadir uma casa. A dilatação do concreto por causa do calor e de pequenas vibrações na estrutura da residência já são motivos suficientes – e imperceptíveis – para que um pouco de pó se desprenda das paredes e apareça em ambientes fechados. Restos de seres vivos ou organismos microscópicos como o ácaro também podem entrar nessa receita. Como se não bastasse, o homem ainda dá uma bela mãozinha para criar outras formas de poeira – por exemplo, ao construir indústrias que soltam, pelas chaminés, partículas sólidas no ar; ao fazer queimadas ou mesmo ao acender um simples cigarro, já que a fumaça cheia de nicotina possui partículas microscópicas, mil vezes menores que 1 milímetro.

Aliás, quando os grãos de pó são bem pequenos, tornam-se capazes de realizar incríveis travessias suspensos no ar. “Há indícios de que grandes quantidades de partículas de areia são transportadas, pelo ar, da África até a selva amazônica”, afirma o físico Cláudio Furukawa, da USP. É claro que a natureza não propicia feitos como esse apenas para infernizar a vida das pessoas. Parece estranho, mas a poeira também é essencial para a vida na Terra. As nuvens, por exemplo, não seriam possíveis sem ela. É em torno de partículas de pó que a água evaporada condensa para voltar ao solo como chuva – a mesma chuva que, depois, retira até 90% da poeira do ar para que a gente possa respirar melhor.