Como a borracha apaga?

De dois jeitos. Em primeiro lugar, o grafite gruda com muito mais facilidade na borracha que no papel. Se você desenhava com lápis na sua borracha quando pequeno, já realizou a experiência que demonstra esse fato. Fazendo isso, dá para perceber nitidamente que a superfície da borracha consegue reter mais grafite que as folhas do caderno. Entretanto, se o grafite ficasse preso no corpo da borracha, ela ficaria saturada rapidinho, certo? Isso não ocorre porque ela se desfaz enquanto apaga, soltando aquelas raspas – e é nelas que o grafite fica preso. Mas, se fosse só isso, sempre sobraria um pouco de grafite, já que parte dele fica impregnada na folha. Aí, a outra coisa que a borracha faz é literalmente lixar o papel.

“Por isso, a fórmula contém componentes abrasivos como pó de quartzo e talco”, diz o químico Marco Antonio Malaquias, que trabalha para um fabricante de borrachas. Esses elementos raspam a folha para tirar aquele grafite mais resistente. Mas apagar traços de caneta é bem mais difícil, porque a tinta penetra fundo nos poros do papel. Assim sendo, as borrachas de caneta trazem uma quantidade bem maior dos tais abrasivos – por isso são duras daquele jeito.

Porque o papel fica amarelo durante o tempo?

A culpa é da lignina, uma das substâncias de estrutura molecular mais complexa encontradas na natureza – e que, junto com a celulose, formam os dois componentes básicos da madeira, matéria-prima do papel. A função da lignina é dar rigidez ao tronco das árvores. Outra de suas características é que ela escurece em contato com a luz e o oxigênio, razão pela qual o papel fica amarelo com o passar do tempo. Para contra-atacar esse efeito, mais de 99% da lignina costuma ser retirada com produtos químicos durante a fabricação desse material, tentando deixar apenas a clara celulose. É por isso que produtos como o sulfite são mais caros e demoram muito mais tempo para amarelar que o papel-jornal. O caso desse último, que perde a brancura praticamente de um dia para o outro, é diferente.

“O papel-jornal é o mais barato de todos porque é feito por um processo mecânico – e não químico – , que deixa intacta a maior parte da lignina”, diz o engenheiro químico Hasan Jameel, do Departamento de Ciência do Papel e da Madeira da Universidade da Carolina do Norte, nos Estados Unidos.

O que é a Luz?

Na Bíblia, a criação começa pela luz, que inaugura o universo separando o dia da noite. É ela que nos permite enxergar o mundo e, no entanto, é quase impossível visualizar sua verdadeira natureza. Como se não bastasse, tem propriedades tão estranhas e contraditórias que confunde até os físicos mais experientes.

Até o começo do século XX, tudo indicava que a luz não passava de uma onda. Assim como o som ou o movimento do mar, ela é refletida ao encontrar algo como um espelho e sofre interferência ao cruzar com outras ondas de luz. A diferença é que a luminosidade se propaga no vácuo e não precisa ser conduzida por um meio como a água ou o ar.

Mas a concepção da luz como onda não conseguia explicar certos fenômenos, como o chamado efeito fotoelétrico: quando se emite luz contra determinados metais, observa-se que a superfície deles libera elétrons. O enigma começou a se desfazer em 1900, quando o físico alemão Max Planck publicou o primeiro estudo do que viria a ser conhecido como física quântica. Ele descobriu que os átomos não emitem energia de forma contínua, mas em minúsculas partículas chamadas quanta. Em 1905,

Albert Einstein resolveu aplicar essa teoria à luz e percebeu que, se considerássemos que ela também é feita de partículas (posteriormente chamadas de fótons), o efeito fotoelétrico estaria explicado. A física quântica chocou toda a comunidade científica ao propor que a luz é simultaneamente onda e partícula, vibração e matéria – uma ambiguidade considerada absurda, incoerente, impossível. A teoria de Planck e Einstein já foi comprovada diversas vezes em laboratório. Mas ainda resta a pergunta: afinal, a luz é uma onda ou uma partícula? A física abraçou o mistério. “Quem disser que ela é onda está certo e quem disser que ela é partícula também está.

De acordo com o experimento, a luz apresenta características de uma ou de outra”, afirma o físico Adriano Natale, da Universidade Estadual Paulista (Unesp). “Não precisamos resolver o enigma. A luz funciona com uma lógica própria, diferente da que estamos acostumados”, diz Amir Caldeira, também físico, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

O que é o gelo seco?

É a forma sólida do gás carbônico (CO2), o mesmo que sai do escapamento do seu carro, gerado pela queima da gasolina. O processo de fabricação começa com a liquefação do gás, mediante sua compressão em tanques e resfriamento até 20 graus Celsius negativos. A seguir, elimina-se bruscamente a pressão: ao expandir-se, o gás que resta no tanque libera tanto calor que o líquido se solidifica a uma temperatura de 78,5ºc negativos. Em contato com o ar, a substância desprende vapores por meio de um fenômeno conhecido como sublimação (a evaporação de um sólido sem passar pelo estado líquido). Esses vapores, parecidos com uma névoa espessa, é que são aproveitados para criar efeitos especiais no cinema, no teatro e em shows musicais.

Como ocorre o vento?

Classificados como horizontais ou verticais (ascendentes ou descendentes), os ventos se formam pelas diferenças de pressão e temperatura entre as camadas do ar. “Quando uma massa de ar com alta pressão atmosférica ou baixa temperatura se move em direção a uma região de baixa pressão, geram-se ventos verticais”, afirma o meteorologista Mário Festa, do Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo. Os ventos verticais também se formam quando a camada de ar quente próxima ao solo sobe (por ser mais leve), substituída por outra fria, que desce. No caso dos ventos horizontais, o processo é semelhante: quando a massa de ar sobre uma região se aquece, ela sobe; porém, seu lugar será preenchido pelas massas de ar frio que estão na vizinhança.

Ventos verticais

Eles ocorrem quando o ar rente ao solo se aquece, fica mais leve e sobe, sendo substituído pela camada de cima

Ventos horizontais

A massa de ar quente perto do chão se eleva e é substituída pelas massas mais frias que se encontram ao lado

Como ocorre o raio?

O fenômeno é causado por uma descarga elétrica entre duas nuvens (o que é mais comum) ou entre uma nuvem e o solo. Essas nuvens são normalmente do tipo cúmulo-nimbo – verticalmente mais extensas, com a face inferior lisa. Elas se formam a cerca de 2 quilômetros de altura do solo e se estendem por até 18 quilômetros acima. O choque entre as partículas de gelo dentro da nuvem causa uma separação de cargas elétricas positivas e negativas. Quando a diferença de cargas é muito grande, uma carga elétrica, geralmente negativa, chamada condutor, fraca e invisível, deixa a nuvem e ziguezagueia para baixo, entre 30 e 50 metros de altitude. Devido à intensidade do campo elétrico formado, as cargas positivas do solo mais próximas do raio condutor, chamadas de conectantes, saltam até encontrá-lo, fechando assim o circuito elétrico entre a nuvem e o solo. Só quando as duas correntes se encontram é que tudo se ilumina e o raio pode ser observado.

Em outro tipo de raio, chamado de positivo, a posição das cargas é invertida, ocorrendo uma descarga negativa do solo e outra positiva da nuvem. Nos raios positivos, a descarga se origina da parte alta da nuvem, enquanto nos negativos sua origem é no lado inferior. “A maioria dos relâmpagos que atingem o chão é oriunda das nuvens. Menos de 1% se origina no solo e sobe para a nuvem. Para a formação dos dois tipos concorrem descargas tanto do solo quanto da nuvem, mas a mais comum é de cima para baixo”, diz o geofísico espacial Osmar Pinto Junior.
Eletricidade cósmicaNuvens carregadas formam campo elétrico que, ao se descarregar, risca o céu de luz

1. Uma nuvem negra está repleta de gotículas de água congelada, que se mexem por causa dos ventos.

2. Nessa confusão, os granizos se chocam. A cada esbarrada, os átomos de água perdem ou ganham elétrons

3. Criam-se, assim, duas forças elétricas: uma positiva e outra negativa

4. Uma carga elétrica, geralmente negativa, deixa a nuvem e se dirige ao solo

5. Quando a eletricidade chega ao chão, este lança uma descarga positiva, que se encontra com a da nuvem. Nesse instante, ocorre o clarão

Porque o céu é azul?

Todo mundo sabe que a luz branca, emitida pelo Sol, é na verdade composta de sete cores básicas. Elas variam do violeta ao vermelho, cada uma com sua freqüência.

As moléculas de ar que compõem a atmosfera da Terra, por sua vez, refletem, absorvem e difundem a radiação solar. “A luz do Sol, também chamada de luz branca, entra na atmosfera e é espalhada pelas moléculas do ar – principalmente nitrogênio – para todas as direções”, diz o físico Alexandre Souto Martinez, do Instituto de Física e Matemática da USP de Ribeirão Preto.

A luz azul tem uma freqüência (ciclos de onda por segundo) muito próxima daquela de ressonância dos átomos da atmosfera, ao contrário da luz vermelha. Assim, a luz azul movimenta os elétrons nas camadas atômicas das moléculas com muito mais facilidade que a vermelha. Isso provoca um ligeiro atraso na luz azul que é reemitida em todas as direções, num processo chamado dispersão de Rayleigh (nome do físico inglês do século XIX que explicou esse fenômeno). A luz vermelha, que não é dispersa e sim transmitida, continua em sua direção original, mas quando olhamos para o céu é a luz azul que vemos porque é a que foi mais dispersada pelas moléculas em todas as direções.

No amanhecer e no entardecer, porém, a luz atravessa uma camada mais espessa da atmosfera. O azul se espalha tanto que não consegue chegar até nós e, por isso, vemos o céu vermelho.

Partículas de umidade presentes na atmosfera também podem alterar essa dispersão da luz. É por isso que, antes ou depois de chover, podemos ver as sete cores do espectro na faixa onde a luz atravessa as gotículas de água. É o chamado arco-íris. Por essa mesma razão, também o céu de Marte é vermelho. Como ele tem muitas partículas de poeira dispersas, a luz azul se espalha ainda mais e apenas a luz vermelha consegue chegar à superfície.

O ar que dá a cor

Atmosfera terrestre tem efeito semelhante ao de um prisma sobre a luz do Sol

1. Quando a luz atinge uma superfície transparente, parte dela é refletida e parte é refratada – ou seja, ultrapassa essa superfície. Em um prisma, a luz refratada se subdivide em várias faixas de diferentes comprimentos de onda, gerando as sete cores do arco-íris

2. Ao amanhecer e durante o pôr-do-sol, a luz atravessa uma faixa mais espessa de atmosfera. Aí então, podemos vê-la em outras faixas de comprimento de onda – especialmente as das cores vermelho e laranja

3. Durante a maior parte do dia, a luz solar atravessa uma porção menos espessa da atmosfera, portanto nós a vemos na faixa de comprimento de onda da cor azul

O que aconteceria se a Terra tivesse mais luas?

Seria uma revolução natural. Pelo menos quatro fenômenos sofreriam grandes alterações: o ciclo das marés, a duração dos dias, a iluminação noturna e a quantidade de eclipses lunares. Isso porque nosso satélite exerce grande influência no sobe-e-desce dos oceanos, na velocidade de rotação da Terra (que determina a duração dos dias) e na quantidade de luz refletida do Sol para cá. No infográfico ao lado, a gente explica com detalhes todas essas mudanças, supondo que nosso planeta azul tivesse mais duas luas, do mesmo tamanho que a “original” e em distâncias equivalentes, a 384 mil quilômetros daqui. A gente está viajando nessa suposição, mas a ideia não é tão absurda assim: alguns pesquisadores juram que a Terra já tem mais de uma lua! Essa tese é superpolêmica, mas uma coisa é certa: nunca chegaremos nem perto do número de luas dos planetas mais distantes do Sol. Astros como Júpiter, Saturno, Netuno, Urano e Plutão estão localizados numa região do sistema solar de baixa temperatura, mais propícia à formação de luas. “O frio impediu que os blocos de gelo resultantes do Big Bang – a mega-explosão que teria criado o universo – se descongelassem. Ao longo de milhões de anos, eles se juntaram a pedaços de pedra e metal, formando satélites atraídos pela gravidade de planetas maiores”, afirma a astrônoma Amelie Saintonge, da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos. Entre os planetas distantes do Sol, Júpiter tem 16 luas conhecidas, Saturno tem 18, Netuno tem oito e Urano bate o recorde, com 21. A única exceção é último planeta do sistema solar, Plutão, que tem apenas uma lua solitária – o planeta é pequeno e não conseguiu atrair outros astros. A comparação com os planetas próximos ao Sol, onde havia menos matéria-prima para formar luas, revela uma diferença astronômica no número de satélites. Mercúrio e Vênus não têm luas, a Terra só tem uma e Marte, duas.

Como funciona os palitos de fósforo?


O palito queima porque sua cabeça é feita de substâncias que fazem a faísca do atrito com a caixinha virar chama. Aí, o fogo consome a madeira do palito por uns 10 segundos. O processo é bem conhecido: a gente risca o palito na caixa e produz uma faísca, que faz as substâncias inflamáveis do palito entrar em combustão. Quem descobriu essas propriedades químicas foi o físico inglês Robert Boyle, em 1669. Mas o palito de fósforo só foi criado em 1826, quando surgiram uns grandes palitos de 8 centímetros apresentados pelo químico inglês John Walker – tirando o nome, ele não tem nada a ver com o escocês que inventou o famoso uísque no século 19. Mas esses fósforos grandões tinham um grande inconveniente: todas as substâncias necessárias para a queima ficavam na cabeça do artefato. Aí, qualquer raspada dos palitos na calça fazia o troço pegar fogo. A solução surgiu em 1855, quando o industrial sueco Johan Edvard Lundstrom inventou os chamados “fósforos de segurança” que a gente usa até hoje. A sacada de Lundstrom foi colocar uma parte das substâncias para a queima no fósforo e outra na caixinha. É por isso que os palitos não se incendeiam quando você os raspa em qualquer lugar!

Cabeça quente

Potássio e parafina alimentam a chama

1 – Um fósforo começa a queimar pela cabeça por causa do mix de substâncias que ela tem: a parte vermelha é o clorato de potássio, que libera bastante oxigênio para manter a chama acesa. Revestindo a cabeça, uma camada de parafina serve como combustível para alimentar a chama

2 – A caixinha, por sua vez, tem areia e pó de vidro, para gerar atrito, e fósforo (sim, o fósforo fica na caixa e não no palito!) para produzir calor intenso. Quando a gente risca o palito na caixinha, esse trio de substâncias ajuda a produzir uma pequena faísca
3 – Em contato com o palito, a faísca queima o clorato de potássio, que libera uma grande quantidade de oxigênio. Esse oxigênio reage com a parafina que reveste o palito. Essa combinação gera uma chama que consome a madeira do palito por mais ou menos 10 segundos

Faça Você Mesmo

Fogueira de bolso

Bom para quando você for deixado numa ilha deserta!

1 – Arrume dois pedaços de madeira – um plano e parecido com uma tábua e outro em forma de graveto – e um pouco de palha seca para pegar fogo

2 – Apoie o graveto na tábua e, com as mãos, comece a friccioná-lo sobre a tábua até gerar uma faísca. A fagulha vai aparecer se a fricção for bem rápida
3 – A palha vai ser a primeira a se incendiar. Quando ela estiver pegando fogo, leve-a até uma fogueira maior, com bastante palha para gerar uma grande chama

Como ocorrem as estrelas cadentes?

Trata-se de um fenômeno luminoso criado pelo atrito e pela vaporização de corpos sólidos vindos do espaço, os chamados meteoroides  Eles penetram na atmosfera a velocidades altíssimas – até 250 000 quilômetros por hora – e logo se desintegram. É esse processo que enxergamos como um rastro luminoso no céu e chamamos de estrela cadente. O fato de esse rastro ser ionizado – ou seja, eletrificado – causa ainda mais brilho.

Os meteoróides são objetos que vagam pelo espaço interplanetário consistindo geralmente de pedaços de cometas ou de asteróides. Os menores têm dimensões da ordem de 0,5 milímetro – massas de cerca de 1 miligrama – semelhantes a um grão de areia. Se for muito menor do que isso, dificilmente ele será visível nas condições normais da nossa atmosfera. Já entre aqueles grandes o suficiente para fazer um risco no céu, os maiores são da ordem de 1 centímetro – com massa de 1 grama. Se for muito maior do que isso, o objeto pode atravessar a atmosfera e cair na superfície da Terra (ou no mar), sendo chamado então de meteorito. Numa noite escura, com o céu bem limpo, é possível observar, com alguma sorte, mais de dez estrelas cadentes por hora, às vezes acompanhadas de explosões semelhantes a um trovão abafado. “Para não se desintegrar e conseguir chegar até a superfície da Terra, o meteorito precisa ser muito grande.

Por isso mesmo, esse fenômeno é muito mais raro “, afirma Walter Junqueira Maciel, do Instituto Astronômico e Geofísico da USP.
Um súbito rastro de luzFenômeno ocorre quando rochas que vagam pelo espaço se desintegram na atmosfera terrestre

1. Os meteoróides são rochas de tamanho variado, formadas por estilhaços de asteróides ou cometas

2. Ao invadirem a atmosfera a velocidades altíssimas, essas rochas se chocam com o ar e se desintegram. Vê-se, então, o risco luminoso no céu conhecido como estrela cadente

3. Rochas estelares demasiadamente grandes não se desmancham por completo: algumas partes chegam à superfície terrestre. São os chamados meteoritos