Categoria: Eletricidade

Museu WEG recebe exposição itinerante do Museu de Ciência e Tecnologia da PUC do Rio Grande do Sul

Evento faz parte das comemorações de 20 anos do Museu WEG e o aniversário de 62 anos da Companhia O…

Evento faz parte das comemorações de 20 anos do Museu WEG e o aniversário de 62 anos da Companhia

O Museu de Ciência e Tecnologia da WEG, localizado em Jaraguá do Sul/SC receberá a exposição itinerante “Explorando as Mudanças Climáticas”, elaborada pelo Museu de Ciência e Tecnologia da PUCRS. O evento, viabilizado pelo Ministério da Cultura, acontecerá nos dias 16 e 17 de setembro (sábado e domingo), com um total de 10 sessões diárias, cada uma com duração de 45 minutos, com início às 9h.

Esta iniciativa é parte integrante das celebrações do 20º aniversário do Museu WEG, que ocorre no dia 16 de setembro, na mesma data em que a Companhia WEG comemora seus 62 anos de existência.

O tema central desta exposição, “Mudanças Climáticas”, é de extrema relevância nos dias de hoje, proporcionando aos visitantes uma oportunidade única de refletir sobre questões críticas. Durante a exposição, os visitantes terão a chance de adquirir conhecimentos valiosos sobre uma variedade de tópicos relacionados às mudanças climáticas, com vários equipamentos interativos onde o visitante poderá duelar (jogar) entre as fontes de energia renováveis e tradicionais, entender de forma divertida como acontece a Emissão de Carbono, Variação da Temperatura da Terra e muito mais, tornando o aprendizado envolvente e estimulante.

A exposição é acessível a todas as idades, com uma classificação indicativa que permite a participação de crianças a partir de três anos de idade. Portanto, é uma excelente oportunidade para toda a família se envolver nesse importante diálogo que impacta o nosso mundo.

Para participar, basta se inscrever através do link: https://forms.gle/s3pLXJ6AHZZSDHHu9. As vagas são limitadas.

Conheça as Leis de Kirchhoff e aprenda como aplicá-las

Conheça os conceitos dos circuitos elétricos nas leis de Kirchhoff e explore a Lei dos Nós e a Lei das Malhas com exemplos práticos.

Quem está com a curiosidade a mil para descobrir os segredos elétricos por trás dos circuitos levante a mão o/. 

Se está procurando entender de modo simples e descomplicado as Leis de Kirchhoff para fazer sucesso no ENEM (ou só para adquirir mais conhecimento), este conteúdo é para você.

Antes de entrarmos no tema central, primeiro, você precisa entender um pouco sobre Circuitos Elétricos. Confira.

O que são Circuitos Elétricos?

Quando você pensar em circuitos elétricos, lembre-se de que são componentes eletrônicos (como capacitores e fontes de energia) nos quais todos estão conectados e prontos para gerar uma corrente elétrica. 

Existem dois tipos de circuitos principais: os em série e os em paralelo. 

Nos circuitos em série, os componentes são tipo um trenzinho, ficam um depois do outro, e a corrente elétrica passa por todos em sequência.

Já os circuitos em paralelo são diferentes. Neles, os componentes são tipo aqueles amigos inseparáveis, sempre lado a lado e que dividem tudo (neste caso, a corrente elétrica). 

Agora que você já sabe o que é um circuito elétrico, vamos conhecer um pouquinho Gustav Kirchhoff.

Quem foi Kirchhoff?

Gustav Kirchhoff foi um renomado físico e cientista alemão que nasceu no século XIX, na cidade de Königsberg, que teve uma contribuição significativa para o campo da física, especialmente no estudo da eletricidade e do magnetismo. 

Kirchhoff é conhecido por formular as Leis de Kirchhoff, que são fundamentais no entendimento e na análise de circuitos elétricos. Mas não é só por isso que ele é tão importante para o mundo da física e da ciência. 

Ao longo da sua carreira, fez importantes descobertas na área da física, sendo responsável por estabelecer conceitos fundamentais sobre a corrente elétrica e a lei da conservação da carga. 

Além disso, em parceria com Robert Bunsen, ele desenvolveu o espectroscópio, um instrumento que ajudou a identificar elementos químicos por meio de suas linhas espectrais.

Quais são as Leis de Kirchhoff?

As Leis de Kirchhoff são dois princípios básicos que regem o comportamento das correntes elétricas em um circuito. Em outras palavras, elas são como os detetives do mundo elétrico investigam as correntes e as tensões em um circuito. 

Sabe aquele momento em que você se pergunta como a eletricidade se comporta e como você pode realmente entender isso? É aí que as Leis de Kirchhoff entram em cena.

A primeira lei, também conhecida como Lei dos Nós, estabelece que a soma das correntes que entram em um nó de um circuito é igual à soma das correntes que saem dele.

Ou seja, a carga elétrica é conservada em um ponto de conexão entre os elementos do circuito como se fossem um “vai e vem” das correntes. 

Já a segunda lei, a Lei das Malhas, até poderia ser chamada de a “lei do equilíbrio” já que ela diz que a soma das diferenças de potencial elétrico em um percurso fechado de um circuito sempre será igual a zero.

Isso significa que toda a energia que a fonte de alimentação fornece é exatamente a mesma energia que os componentes do circuito consomem. É como se fosse uma balança perfeita na qual a energia entra de um lado e sai pelo outro sem sobrar nem faltar nada. 

Exemplos práticos das Leis de Kirchhoff

Chegou a hora de você ver um exemplo de cada uma das Leis de Kirchhoff para tudo ficar mais claro.

Exemplo da Lei dos Nós

Imagine um circuito simples com três resistores ligados em série em que existem as correntes I1, I2 e I3 passando pelos resistores. 

Segundo a Lei dos Nós, a soma das correntes que chegam ao ponto de conexão dos resistores tem que ser igual à soma das correntes que saem dali.

Então, na linguagem da elétrica, a equação fica assim:

I1 = I2 + I3

Exemplo da Lei das Malhas

Imagine um circuito em formato de triângulo, com três resistores (R1, R2 e R3) em cada uma das pontas. 

Cada resistor desses tem sua própria corrente elétrica (I1, I2 e I3). Como a Lei das Malhas nos diz que a soma das diferenças de potencial elétrico em cada caminho fechado do circuito precisa ser igual a zero, elas precisam se equivaler.

Nesse caso, seguindo o sentido horário, a primeira malha terá a seguinte equação:

(R1 x I1) – (R2 x I2) = 0

Já a segunda malha, a equação ficará:

(R2 x I2) – (R3 x I3) = O 

Para fechar o circuito, a terceira malha terá a equação:

(R3 x I3) – (R1 x I1) = 0 

Com a Lei das Malhas, é possível desvendar os mistérios de cada circuito mais complexo entendendo como a energia elétrica se comporta em cada componente. 

Tem dúvida sobre mais algum assunto cobrado no ENEM? Aqui no blog do Museu WEG, você encontra tudo que precisa para se preparar para a prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias. 

Não se esqueça de seguir o Museu WEG no Instagram, lá a gente sempre traz a explicação simplificada de assuntos cobrados em vestibulares e no ENEM.

Fontes:
Gustav Robert Kirchhoff – SO Física
Leis de Kirchhoff – Brasil Escola
Leis de Kirchhoff em Física – Descomplica

O que é Energia Mecânica e quais são seus principais fundamentos?

Entenda de uma vez por todas o que é energia mecânica e como ela funciona o seu dia a dia. Venha aprender com o Museu WEG!

A natureza é tão perfeita que, em cada canto do planeta, existe alguma energia sendo transferida ou transformada a todo instante. É isso mesmo! A energia é transferida de um corpo para outro ou transformada de um tipo para outro. E você nem precisa ir tão longe na imaginação para encontrar exemplos. 

É o caso da roda gigante do Beto Carrero. Se nós lhe contássemos que ela funciona por meio da transferência de energia, você acreditaria? 

É justamente sobre esta transferência ou transformação de energia que falaremos hoje. Para aprender mais sobre o que é energia mecânica, continue a leitura!

O que é Energia Mecânica? 

A energia mecânica, de modo bem simples, é a energia produzida pelo trabalho de um corpo e que pode ser transferida para outro. O que isso quer dizer na prática? Significa que a energia contida num corpo em movimento pode ser transferida para outro corpo, que também passa a se mover. Como por exemplo, a água que cai sobre uma roda d’água e faz com que esta gire. 

No dia a dia, estamos constantemente rodeados por trabalhos da energia mecânica e, para deixar tudo ainda mais claro, com base nas motivações desses movimentos, essa grandeza foi dividida em três vertentes diferentes: energia cinética, potencial gravitacional e potencial elástica. 

Energia Cinética

A energia cinética está ligada à massa e à velocidade, ou seja, está totalmente ligada ao movimento que um corpo está exercendo no espaço. E esta energia pode ser transferida de um corpo para outro.  

Para ficar mais claro, imagine um jogo de sinuca. Você exerce a força no taco acertando a bola branca e, quando a bola branca atinge as demais bolas da mesa, sua energia cinética é transferida para as demais levando-as ao movimento e desacelerando a bola branca. 

É como se a bola branca “doasse” parte da sua velocidade para que as outras bolas entrem em movimento. A fórmula da energia cinética é:

Ec = m.v²/2

Tabelinha da nomenclatura:

Ec =  Energia cinética 

m = Massa 

v = Velocidade 

Energia Potencial Gravitacional

Já a energia potencial gravitacional é a forma de energia associada à altura do corpo com relação ao solo. Lembra da montanha russa?

Quando o carrinho está subindo, sua energia potencial gravitacional está aumentando, pois sua altura em relação ao solo está aumentando. quando o carrinho desce puxado pela gravidade, ele aumenta sua velocidade, transformando a energia potencial gravitacional em energia cinética. 

A fórmula da energia mecânica potencial gravitacional é:

Epg = m.g.h

Tabelinha da nomenclatura:

Epg=  Energia potencial gravitacional  

m = Massa 

g = Aceleração da gravidade 

h = Altura 

Energia Potencial Elástica

Por fim, a energia potencial elástica é a forma de energia que é adquirida por corpos elásticos ou flexíveis capazes de retornarem ao seu formato original após sofrerem algum tipo de deformação, como por exemplo molas e elásticos.  

Um grande exemplo da energia potencial elástica está no uso de um arco e flecha. Ao puxar a corda, o arco deforma-se como uma mola. Ao soltar, volta à sua forma original gerando o movimento da flecha. Neste caso a energia potencial elástica do arco transforma-se em energia cinética transferida para a flecha. A energia potencial elástica depende da constante elástica do corpo, bem como do tamanho da deformação sofrida por ele. A fórmula da energia mecânica potencial elástica é:

Epel = k.x²/2

Tabelinha da nomenclatura:

Epel =  Energia potencial elástica 

k = Constante elástica 

x = Deformação 

Você pode aprender na prática sobre energia mecânica visitando o Museu WEG. Em exposição, contamos com a experiência de uma bicicleta que, ao ser pedalada, transforma energia mecânica de movimento (energia cinética) em energia elétrica. É BEM legal! Chame seus amigos e venha conferir! 

Você também pode conhecer o Museu WEG pelo Tour Virtual. Assim você aprende tudo sobre motores elétricos e confere todas as obras em exposição e visita no Museu WEG sem sair de casa. Para acessar o Tour Virtual, é só clicar aqui

Gostou deste conteúdo? Então não se esqueça de seguir o Museu WEG no Instagram! Assim você sempre será avisado em primeira mão sobre todos os novos conteúdos publicados no Blog do Museu.

Fontes:

Energia mecânica – PrePara Enem

Os tipos de energia mecânica – Plataforma Enem

O que é energia mecânica? – Brasil Escola

O que é eletrostática e quais seus princípios?

Descubra o que é eletrostática e aprofunde seus conhecimentos sobre esse ramo da física que estuda comportamento de cargas elétricas.

Quem curte estudar física, com certeza já se deparou com o tema eletrostática em algum momento da vida. Mesmo quem nunca ouviu o termo, com certeza já presenciou algum exemplo prático no seu dia a dia.

Friccionar as meias no tapete, esfregar o balão no cabelo e sentir os pelos do braço se aproximando da televisão são alguns dos diversos exemplos que as pessoas geralmente experimentam, mas que, na maioria das vezes, não associam ao estudo da ciência.

Quer compreender o porquê destas experiências serem tão relevantes para o ensino da eletrostática e finalmente entender o que é eletrostática? Continue a leitura!

O que é eletrostática?

Eletrostática é um ramo da física destinado ao estudo do comportamento de cargas elétricas em repouso, ou seja, que se mantém “paradas”. O nome “Eletrostática” literalmente é uma junção entre “eletro” (eletricidade) + “estática” (parada).

Você deve estar se perguntando: mas como uma energia parada, estável, pode gerar ações como arrepiar os pelos do braço ou dar choques em outras pessoas?

A resposta é que a eletrostática acaba sendo alterada quando essas cargas entram em movimento, resultando em uma corrente elétrica.

É justamente nesta etapa em que a “eletrostática” muda para a “eletrodinâmica”. Para ficar bem claro de entender, pense na eletrostática como uma pessoa tirando um cochilo e a eletrodinâmica como a sua reação ao ouvir o despertador.

Curiosidade: a história da eletrostática

Antes de entrarmos em um assunto técnico, nada melhor que passear pela história da eletrostática!

Como este ramo da física é bem abrangente e antigo, é difícil apresentar com certeza quem realmente foi o descobridor deste estudo de energias estáticas.

Porém, conforme estudos de Maurício Ruv Lemes, o descobridor da eletrostática foi Tales, em 600 a.C. Tales concluiu a existência da eletrostática ao atrair restos de palha após triturar o âmbar.

Séculos e mais séculos depois, diversos estudiosos publicaram conteúdos relevantes sobre o assunto, mas se formos apresentar todos eles, ficaremos aqui por muito tempo. Então, vamos focar só em Tales!

Propriedades da eletrostática

A eletrostática é composta por algumas propriedades específicas destinadas à compreensão deste ramo da física: a Carga Elétrica, a Força Elétrica, o Campo Elétrico, o Potencial Elétrico e a Energia Potencial Elétrica.

Ficou confuso? Então confira o que cada uma delas abrange:

Carga Elétrica

Representada como Coulomb (C), esta é uma propriedade própria das partículas fundamentais de uma matéria, como a massa de um corpo, os elétrons e prótons presentes, entre outras.

Diferente de outras propriedades físicas, a Carga Elétrica é limitante, abrangendo apenas corpos que possuem um valor mínimo (que é BEM pequeno). A famosa Carga Fundamental. Você pode calcular a Carga Elétrica de um corpo seguindo a equação:

Q = n . e

Tabelinha de nomenclatura:

Q = Carga Elétrica (medido em C)

n = Quantidade de elétrons

e = Carga fundamental

Força Elétrica

Sabe aquele conceito de “os opostos se atraem”? Na física isso também é verdade!

Quando corpos diferentes contam com a mesma carga elétrica, eles se repelem, e o oposto acontece quando a carga elétrica é diferente. Isso ocorre porque todos os corpos estão constantemente tentando se equivaler, energeticamente falando.

É justamente por isso que levamos choques ao tocar em algumas pessoas, por exemplo. Para calcular a Força Elétrica é só seguir a fórmula:

F = k . (q1 . q2) / d²

Tabelinha de nomenclatura:

F = Força Elétrica (medida em N)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

q1 e q2 = Cargas Elétricas 1 e 2 (medida em C)

d = Distância entre as Cargas (medida em M)

Campo Elétrico

Como você já deve ter percebido na explicação de Força Elétrica, no mundo da física, toda carga elétrica influencia, de alguma forma, o espaço em que está inserida. Isso acontece graças ao seu Campo Elétrico.

De forma bem resumida e simples, o Campo Elétrico é a influência exercida ao redor de cada corpo, de cada carga elétrica.

E = (k . Q)/d²

Tabelinha de nomenclatura:

E = Intensidade do Campo Elétrico (Medida em N/C)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Módulo da Carga (C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo

Potencial Elétrico

O Potencial Elétrico de um corpo é uma quantidade de energia fornecida por um campo elétrico, ou seja, é a quantidade necessária de força que precisa ser exercida para que a carga elétrica entre em movimento.

A fórmula que possibilita este cálculo é:

U = k . Q/d

Tabelinha de nomenclatura:

U = Potencial Elétrico (medido em V)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Carga Elétrica Geradora (medida em C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo (medida em M)

Energia Potencial Elétrica

E, por fim, chegamos à propriedade de Energia Potencial Elétrica que, nada mais é que a energia gerada pela fixação entre duas cargas elétricas.

Esta propriedade física diz respeito àquela partícula que já está inserida em um campo elétrico, ou seja, que necessitará da realização de um Trabalho para que ela entre em movimento. Para calcular a Energia Potencial Elétrica, é só seguir a fórmula:

V = Ep/Q

Tabelinha de nomenclatura:

V = Potencial Elétrico (medido em V)

Ep = Energia Potencial Elétrica (medida em J)

Q = Carga Elétrica (medida em C)

Você sabia?

No Museu WEG você pode experienciar uma invenção de manifestação da energia eletrostática com o Gerador de Van de Graaff.

Desenvolvido para atingir tensões mais elevadas de energia, Jemison Van de Graaff, em 1929, criou este tão conhecido e querido experimento presente no Museu WEG.

De forma prática, o Gerador Van de Graaff é um motor que, ao movimentar uma correia feita de material isolante, alcança altas tensões. A experiência prática resulta no arrepio dos pelos do corpo, sendo muito divertida e educativa para exemplificar o estudo da eletrostática.

Você pode ver de perto o Gerador Van de Graaff acessando o Tour Virtual do Museu WEG! Assim você aprende mais e conhece este experimento sem sair de casa!

OBS: É bem mais legal experienciar o Gerador Van de Graaff pessoalmente no Museu WEG.

Curtiu este conteúdo? Então não deixe de seguir o Museu WEG no Instagram! Assim você sempre será avisado quando assuntos como este estiverem disponíveis.

Fontes:

Eletrostática – PreparaEnem

Eletrostática – Mundo Educação

Eletrostática – Brasil Escola

O que é eletrostática? Aprenda como as cargas elétricas se comportam! – Beduka

O que é a força motriz?

Vamos entender mais sobre a termodinâmica e o que é a força motriz.

A força motriz é muito utilizada quando o assunto é termodinâmica. Significa, de maneira resumida, uma força que impulsiona, que faz mover ou ocasiona movimento de alguma máquina ou algum objeto.

É muito utilizada no sentido figurado dentro de empresas e ocasiões do dia a dia nas quais representa o motivo para alguma ação ou atitude. Neste texto, vamos entender mais sobre a termodinâmica e o que é a força motriz.

Termodinâmica

A palavra termodinâmica vem do grego therme que significa calor + dynamis que significa movimento. 

Logo, a termodinâmica é uma área da física que estuda os processos de troca de calor entre sistemas ou entre um sistema e sua vizinhança observando as variações da temperatura, da pressão e do volume e como elas interferem nos sistemas físicos.

Os estudos da área de termodinâmica iniciaram durante a revolução industrial, a partir da necessidade da criação e do aumento da eficiência das primeiras máquinas a vapor.

Em 1824, o físico, matemático e engenheiro mecânico Sardi Carnot foi tido como “o pai da termodinâmica” com seu estudo “Reflexões sobre a Potência Motriz do Fogo”, que trouxe as relações energéticas básicas entre a máquina de Carnot, o ciclo de Carnot e a potência motriz.

Inclusive, você sabe por que o motor elétrico é tão importante?

O que é a força motriz?

Também chamada de energia motriz ou potência motriz, a força motriz é um agente usado para transmitir movimento a uma máquina. Geralmente, é definida como um agente natural, como água, vapor, vento, eletricidade etc.

Entretanto, o termo também pode definir uma locomotiva ou um motor, por exemplo, que fornecem a potência motriz de um sistema.

Em resumo, pode ser definida como um sinônimo para qualquer trabalho, força ou potência que produz um efeito de movimento, dependendo do contexto da discussão.

Força motriz na prática

A força motriz está presente no nosso dia a dia impulsionando movimentos em vários setores das indústrias, no trânsito e na energia que chega até a nossa casa. Vamos ver alguns exemplos? 

A primeira força motriz

Antigamente, a força motriz dos equipamentos era a força humana ou animal. O primeiro equipamento a substituir essa força por uma natural foi a roda d’água no século I. As rodas d’água se popularizaram na Europa e eram usadas na moagem de grãos e na irrigação.

Automóveis

Em um automóvel, o torque é o responsável pela capacidade de o motor produzir força motriz, ou seja, o movimento giratório. Essa força faz com que o veículo saia da inércia e possa arrancar e subir ladeiras sem que o condutor precise efetuar muitas trocas de marchas.

A embreagem, localizada entre o volante do motor e a caixa de câmbio, permite desligar a energia motriz da parte restante da transmissão.

Usinas hidrelétricas

Usinas hidrelétricas são conjuntos de construções que têm o objetivo de obter energia elétrica e necessitam de uma quantidade abundante de água como força motriz. Quando há quantidade em excesso de água, a força motriz é armazenada em grandes reservatórios.

Usinas eólicas

As usinas eólicas utilizam o vento como força motriz para gerar energia. O vento representa um recurso natural abundante e limpo, logo, a produção energética por meio dessa força motriz apresenta baixo custo. Conheça os principais parques eólicos do Brasil.

Indústrias

A força motriz atua em motores de diversos tipos, aplicados a máquinas e a sistemas nos quais se requer movimento, com funções imprescindíveis em várias indústrias e serviços.

Para finalizar, há ainda uma força motriz muito difundida no sentido figurado por palestrantes, líderes e pensadores no mundo todo. Como já diria Albert Einstein:

“Há uma força motriz mais poderosa que o vapor, a eletricidade e a energia atômica: a vontade.”

O que é física quântica?

Conheça o ramo da ciência que estuda os fenômenos ocorridos com partículas atômicas e subatômicas.

A física quântica é um dos ramos mais bem-sucedidos da ciência. Ela é capaz de estudar o comportamento de diversos fenômenos que ocorrem em escalas moleculares, atômicas e nucleares. 

Ao longo dos anos, muitas teorias foram sendo difundidas sobre a física quântica, passando pela física, química e até mesmo pela espiritualidade. Graças ao surgimento da mecânica quântica, por exemplo, temos tecnologias de ponta que cabem na palma das nossas mãos.

Mas afinal, o que é física quântica? Você sabe por que ela é conhecida por ser “impossível” de entender? É isso que vamos ver!

O que é a física quântica?

A física quântica é o ramo da ciência que estuda os fenômenos ocorridos com partículas atômicas e subatômicas, isto significa que essas partículas são do mesmo tamanho ou menores que os átomos. Como: os elétrons, os fótons, as moléculas e os prótons.

Essas micropartículas não são influenciadas pelas leis que compõem a física clássica, como a gravidade, a lei da inércia, ação e reação, etc. Isso quer dizer que ao contrário da física clássica, a física quântica é classificada como “não intuitiva”. 

Neste ramo teórico, determinadas coisas são tidas como verdade mesmo quando aparentam não ser. 

Como surgiu a física quântica?

A física quântica tem sua origem no início de 1920, com os estudos de Max Planck (1858 – 1947). Na sua teoria quântica, Planck explica o fenômeno da emissão de radiação por um corpo negro ao sugerir a quantização da energia contida na radiação térmica.

A palavra quântico (quantização) indicava que cada átomo emitido pelo corpo negro só poderia trocar pequenos pacotes de energia (hoje chamados de fótons). 

Ela se refere à alteração instantânea dos elétrons que contém um nível mínimo de energia para um superior, caso sejam aquecidos. 

Assim, a teoria de Planck contrariava a física clássica que afirmava que quaisquer valores de energia estavam ligados a ondas eletromagnéticas.

Planck utilizava o argumento da quantização da energia para explicar seus experimentos e essa ideia foi adotada um tempo depois por outro físico brilhante, Albert Einstein.

Para Einstein a quantização não se aplicava exclusivamente à radiação térmica, mas também às demais frequências de ondas eletromagnéticas. Foi, inclusive, Albert Einstein que batizou a equação de Planck de quantum (do latim, que significa “quantidade”). 

A partir desse momento, Einstein explicou com sucesso o mecanismo por trás do efeito fotoelétrico, que sugeriu que a luz e as demais ondas eletromagnéticas tinham capacidade para se comportar ora como onda, ora como partículas.

Em seguida foi a vez do físico francês Louis de Broglie entrar em cena e sugerir que partículas como prótons, nêutrons e elétrons pudessem se comportar como ondas.

De Broglie calculou o comprimento de onda relacionado a cada partícula e com o resultado do seu experimento, mostrou que as partículas podiam sofrer interferência, difração, reflexão etc., da mesma forma que sofrem as ondas. Nascia assim a mecânica quântica.

O princípio da incerteza

Mesmo com muitos experimentos, por muito tempo não era possível entender como um elétron podia se comportar como uma partícula e como uma onda (o que chamamos de “dualidade onda-partícula”). 

A resposta veio com o estudo de Werner Heisenberg, que apresentou o princípio da incerteza. O princípio da incerteza de Heisenberg mostra que é impossível de se obter, com precisão, a velocidade e a posição de uma partícula no mesmo instante.

Isso quer dizer que se fosse possível saber, com certeza, a posição da partícula, a informação sobre sua velocidade seria perdida e vice-versa. O princípio de Heisenberg nos mostrou que a física quântica não é determinística como a física clássica, ela é probabilística.

Além dos já citados, diversos outros cientistas e físicos contribuíram para o desenvolvimento da física quântica ao longo do século XX, como: 

  • Niels Bohr (1885 – 1962),
  • Erwin Schrödinger (1887 – 1961),
  • Max Born (1882 – 1970),
  • John von Neumann (1903 – 1957),
  • Wolfgang Pauli (1900 – 1958),
  • Richard Feynman (1918 – 1988),
  • entre outros.

Aplicações da física quântica

Agora que já entendemos o mundo improvável da física quântica, vamos conferir algumas de suas aplicações no dia a dia:

  • Espectroscopia: é o estudo da interação entre a radiação eletromagnética e a matéria, analisando a luz emitida e absorvida por átomos. A técnica é largamente utilizada na detecção de materiais, desde gases a sólidos.
  • Datação por carbono-14: é possível estimar a idade de uma amostra de qualquer material orgânico medindo o percentual de carbono-14 em seu interior. Ele está presente em toda a matéria, mas sua quantidade total diminui pela metade a cada 5700 anos.
  • Energia solar: a energia que é obtida através dos painéis solares só existe graças à descoberta e à interpretação do efeito fotoelétrico explicado por Einstein. Nesse fenômeno os fótons colidem com os elétrons do material, ejetando-os para fora do próprio material.

Física quântica e espiritualidade

Muito se fala sobre a ligação entre a física quântica e conceitos filosóficos e espirituais, entretanto, do ponto de vista da física, não existe qualquer relação entre os temas.

Para os defensores desta relação, a resposta é o princípio da causalidade e incerteza da teoria, que diz ser possível existir duas situações diferentes e simultâneas para determinado corpo subatômico. 

E, já que o assunto é física, que tal continuar no blog e conhecer 10 descobertas premiadas pelo Nobel de Física?

Você sabe qual é a diferença entre a energia sustentável, a renovável e a limpa?

A busca por energias sustentáveis, renováveis e limpas tem aumentado nos últimos anos, e, embora pareçam sinônimos, existem diferenças entre elas.

Grande parte das atividades realizadas pelo homem moderno requer o uso da energia, sendo ela um fator fundamental para satisfazer as necessidades da sociedade ao redor do mundo.

Por esse motivo, o conceito de energia sustentável nunca esteve tão em evidência. Uma vez que as principais fontes energéticas mundiais, os combustíveis fósseis como petróleo, carvão mineral e gás natural, não durarão para sempre.

O tema é tão importante que a ONU o transformou em um dos seus Objetivos de Desenvolvimento Sustentável: “garantir o acesso a fontes de energia viáveis, sustentáveis e modernas para todos”. Logo, a busca por energias sustentáveis, renováveis e limpas tem aumentado nos últimos anos, e, embora pareçam sinônimos, existem algumas diferenças entre elas.

É importante conhecermos seus conceitos para entender que uma energia classificada como renovável ou limpa não é necessariamente uma energia sustentável. Vamos começar?

O que é energia sustentável?

Vamos começar com o conceito de energia sustentável. Ele está intrinsecamente conectado ao desenvolvimento sustentável. Em resumo, é a energia capaz de suprir as necessidades da sociedade atual sem comprometer as necessidades das gerações futuras.

Com esse tipo de energia, é possível manter um equilíbrio entre produção e consumo. Ela é gerada sem provocar grandes impactos ao meio ambiente e consumida em quantidade e velocidade nas quais a natureza ou a ação humana sejam capazes de repor.

Como exemplos de energia sustentável estão a energia solar e a eólica, que podem ser consideradas sustentáveis desde que sejam desenvolvidas com planejamento, envolvendo uma visão integrada entre economia, meio ambiente e compreensão social. 

A energia eólica pode ser considerada sustentável desde que seja desenvolvida com planejamento.

Já as usinas hidroelétricas, por exemplo, utilizam o potencial hidráulico de rios e da força da água para gerar energia. Porém, por mais que a água seja um recurso abundante que está constantemente se repondo na natureza, as usinas podem impactar severamente o meio ambiente, mudando o curso de um rio, causando prejuízos à fauna, à flora e à vida humana, por isso, geralmente não é considerada sustentável.

Seguindo essa linha de pensamento, a lenha, que provavelmente é o produto energético mais antigo utilizado pelo homem, só será uma fonte de energia sustentável quando a madeira for cultivada para esse fim por meio de um manejo florestal adequado e quando houver controle dos poluentes liberados durante sua queima. 

O que é energia renovável?

A energia renovável é toda energia obtida de recursos naturais que nunca se esgotam, uma vez que são repostos pela própria natureza. A chuva, o sol, o vento, o calor da terra, a biomassa e até mesmo as ondas e as marés são exemplos de fontes renováveis.

Esse tipo de energia agride minimamente o meio ambiente quando comparada às fontes convencionais de energia.

A biomassa é considerada uma energia renovável, mas isso não quer dizer que seja uma energia limpa.

Porém, existem casos de energias renováveis que emitem algum grau de poluente que as impede de serem consideradas limpas. Por isso, precisamos prestar atenção aos detalhes. 

É preciso destacar, novamente, a energia hidrelétrica e a obtida a partir da lenha: elas são exemplos de energias renováveis já que utilizam recursos que são naturalmente reabastecidos, mas isso não significa que essas fontes de energia sejam limpas.

Até os recursos renováveis podem se esgotar

É preciso ter em mente que essas fontes renováveis de energia podem se tornar insustentáveis. Se um recurso for usado em uma quantidade ou uma velocidade superior à sua capacidade de reposição, ele se esgotará.

E aí está a diferença! Além de ser renovável, a energia sustentável precisa ser usada com cautela e consciência. É fundamental preservar o meio ambiente e se adaptar ao desenvolvimento econômico e social das comunidades.

O que é energia limpa?

A energia limpa é todo tipo de energia que libera quantidades minúsculas ou praticamente zero de gases poluentes geradores do efeito estufa, como radiação, dióxido de carbono e qualquer tipo de contaminante químico para a atmosfera do planeta.

A energia solar e a energia eólica são os exemplos mais comuns. Isso não significa que elas não causem impactos ambientais, mas sim que esses impactos são bem menores e que, por meio de algumas medidas, podem ser amenizados.

A energia solar é uma energia limpa porque tem pouco impacto sobre o meio ambiente.

Outros tipos de energia que entram para o grupo das energias limpas são a geotérmica, a hidrelétrica e a biomassa. Todas elas são consideradas mais benéficas para o meio ambiente, mas isso não as torna automaticamente renováveis, ou seja, por mais que uma energia faça bem ao mundo, é possível que, um dia, o seu uso se torne impraticável.

Consumimos cada vez mais energia

Basta olhar para os dados para perceber o quanto a produção de energia cresceu durante os anos. Entre 1990 e 2010, por exemplo, o número de pessoas com acesso à eletricidade cresceu 1,7 bilhão; como a população global continua a crescer, também crescerá a demanda por energia.

A economia global dependente de combustíveis fósseis e o aumento das emissões de gás carbônico estão criando drásticas mudanças no clima, o que impacta diretamente em todos os continentes.

Por isso, garantir o acesso universal à energia significa investir em fontes de energia limpa, como a energia solar, a eólica e a térmica. Expandir a infraestrutura e modernizar a tecnologia para fornecer energia limpa em todos os países é um objetivo crucial para que o crescimento econômico colabore com o meio ambiente.

Alessandro Volta: conheça o inventor da pilha voltaica

As descobertas de Alessandro Volta abriram portas para muitos experimentos e estudos.

Conhecido apenas como Alessandro Volta,  Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta, nasceu em 1745, na Itália, e foi um famoso cientista, que, entre várias contribuições, ficou mais conhecido por sua invenção da pilha elétrica.

Aos 16 anos abandonou o colégio jesuíta para estudar por conta própria, apenas com a assistência de um mentor. Este lhe ensinou os princípios básicos da Física, e também forneceu alguns aparelhos necessários para suas experimentações.

Volta aprendeu sozinho Física, Matemática, Latim, Francês, Alemão e Inglês. Mesmo não possuindo um diploma ou não tendo defendido uma tese, conseguiu um emprego como professor. Com o tempo ele passou de professor substituto a professor regente.

Inventos e descobertas de Alessandro Volta

Volta se tornou um inventor muito notável. Entre 1774 e 1779, lecionou Física na Escola Real de Como, na Itália. Nessa época aperfeiçoou o eletróforo, uma máquina usada para gerar eletricidade estática. O eletróforo foi usado para descobrir muitas das leis que determinaram o funcionamento do que conhecemos hoje como condensador ou capacitor.

Um dos seus primeiros inventos foi realizado em 1776 – o eudiômetro –, um aparelho que por meio de uma centelha elétrica causava a reação entre dois compostos gasosos. Esse aparelho foi usado para confirmar as leis das proporções definidas de Proust e as dos gases, incluindo a lei da dilatação dos gases submetidos a aquecimento, que foi uma lei que Volta determinou, juntamente com Gay-Lussac.

Outro feito de Alessandro Volta foi o isolamento do gás metano, o que aumentou ainda mais a sua fama, levando-o a ser nomeado para organizar o departamento de Física e lecionar na Universidade de Pavia, na Itália, onde permaneceu por 25 anos.

Ele também sugeriu a produção industrial de vacinas, difundiu o uso do amianto para a indústria, difundiu a cultura controlada do bicho-da-seda e também racionalizou o cultivo do lúpulo e da batata.

A invenção da pilha voltaica

O primeiro físico a realizar experimentos relacionados às pilhas elétricas foi Galvani, mas a interpretação dos resultados por ele foi errada. Volta repetiu os experimentos e propôs uma interpretação que se mostrou exata para os fenômenos observados por Galvani.

Foi em 1800, que ele causou uma enorme agitação no mundo científico. Provando sua teoria, Volta empilhou discos alternados de zinco e cobre, separando-os por pedaços de tecidos embebidos em solução de ácido sulfúrico. Sempre que um fio condutor era ligado aos discos de zinco e de cobre das extremidades, o aparelho produzia corrente elétrica. Surgia a pilha de Volta. 

A explicação foi a seguinte: a eletricidade, no caso, era produzida pelo contato entre os dois metais – o cobre e o ferro – cujas cargas elétricas tinham sido ativadas por um fator de desequilíbrio entre os seus potenciais elétricos. Ou seja, por uma força eletromotriz. 

A partir daí, todos os aparelhos que produziam eletricidade por meio de processos químicos passaram a ser denominados de células voltaicas (em homenagem a Volta), pilhas galvânicas (em homenagem a Luigi Galvani) ou, como chamamos, pilhas.

Honrarias

Volta se tornou uma celebridade! Em 1801 foi recebido por Napoleão, no Instituto de Paris, para quem demonstrou suas pesquisas sobre a geração de corrente elétrica por uma bateria. 

Além de uma medalha de ouro e de 2000 escudos de ouro, Alessandro Volta também foi nomeado senador do Reino da Itália em 1810, com o título de conde.

Em 1815, o imperador da Áustria o nomeou como diretor da Faculdade de Filosofia de Pádua. 

Em 1893, o Congresso dos Eletricistas deu o nome de “volt” a unidade de força eletromotriz.

Outra amostra de popularidade foi a imagem de Volta e sua pilha foi reproduzida em uma nota de 10 mil liras, emitida pelo Banco da Itália, em 1984.

Volta nunca se envolveu em movimentos ou controvérsias políticas, tendo uma vida tranquila até os 82 anos de idade, quando faleceu em 1827, na cidade de Cammago, na Itália. 

As descobertas de Alessandro Volta e a invenção da pilha voltaica abriram portas para muitos experimentos e estudos, que, ao longo dos anos, se tornaram em facilidades para nossa vida atual. Que tal continuar no blog e conhecer outras invenções ligadas à eletricidade que mudaram o mundo?

O que você sabe sobre os peixes-elétricos?

Como estes animais vivem e como são capazes de gerar energia e dar choques?

A natureza não cansa de surpreender, ela é cheia de maravilhas e incógnitas e, certamente, um animal que vive na água e emite descargas elétricas é uma delas!

Muito se fala sobre os peixes-elétricos, mas poucas pessoas sabem como estes animais vivem e como são capazes de gerar energia e dar choques. Será que levar choque de peixe-elétrico dói? Por que ele emite descargas elétricas? Existem peixes-elétricos no Brasil?

Separamos algumas curiosidades para responder estas e outras perguntas! Confira.

O que são peixes-elétricos?

Peixe-elétrico é o nome que usamos para identificar diversas espécies de peixes que dão choque — ou seja, emitem descargas elétricas naturalmente. 

Esse grupo de peixes detecta e gera campos elétricos no ambiente em que ocorrem, utilizando dessa característica para comunicação, detecção de presas, defesa, reprodução e até mesmo para se movimentar e localizar objetos ao seu redor quando há ausência de luz. 

Tipos de peixes-elétricos

Existem diversas espécies de peixe-elétricos, eles vivem tanto em água doce como na água salgada. Dentre elas estão o bagre-elétrico-africano, que pode ser encontrado no rio Nilo, na África, e vários tipos de arraias elétricas presentes nos oceanos do mundo todo.

Para ter uma ideia da diversidade, atualmente existem mais de 250 espécies desses peixes. Eles podem ser encontrados desde o Rio Salado (La Plata) na Argentina, até o Rio San Nicolas, no Sul do México, porém é no Brasil, na região Amazônica, que encontra-se 80% da diversidade de espécies de peixes-elétricos.

No Brasil, os peixe-elétricos mais conhecidos são miracéu, bagre elétrico, poraquê e raia elétrica marinha, sendo o poraquê, também conhecido como enguia-elétrica (embora não seja uma enguia verdadeira) e treme-treme, o mais famoso. O nome vem do tupi e significa “o que faz dormir”. 

Os poraquês vivem nas águas amazônicas e nos rios do Mato Grosso e podem chegar a 2,5 metros de comprimento. A espécie é a única que produz descargas elétricas fortes, usadas para caça e defesa. 

Peixe-elétrico descoberto na Amazônia emite 860 volts

Esta é a descarga mais forte já registrada em animais. Para capturar e pesquisar a espécie de peixe-elétrico poraquê, o pesquisador brasileiro Carlos David de Santana precisou entrar em igarapés na Amazônia e, mesmo usando luvas de borracha, alguns choques foram inevitáveis.

O Electrophorus voltai é uma espécie de peixe-elétrico descoberta na Amazônia

A pesquisa de cinco anos resultou na descoberta de duas novas espécies de peixe elétrico — uma delas capaz de dar uma descarga de até 860 volts, a maior voltagem já registrada em um animal. Até então, o recorde era de 650 volts.

O recordista foi batizado de Electrophorus voltai, em homenagem ao físico Alessandro Volta, criador da bateria elétrica.

Como esses animais são capazes de produzir a eletricidade? 

Esses peixes possuem um órgão especializado — chamado de órgão elétrico —, que é composto por células que se diferenciaram a partir dos músculos durante sua evolução.

Assim como os nossos músculos geram eletricidade ao se contraírem, pela entrada e saída de íons de suas células, cada eletrócito (célula do órgão elétrico) também se carrega e descarrega o tempo todo. Cada célula nervosa típica gera um potencial elétrico de cerca de 0,14 volt.

Cada vez que os eletrócitos são estimulados por um comando que vem do cérebro, eles produzem uma pequena descarga elétrica. Como o órgão elétrico é formado por milhares de eletrócitos que se descarregam ao mesmo tempo, um peixe-elétrico grande, como é o caso do poraquê, pode gerar mais de 600 volts numa única descarga. 

Peixes-elétricos são perigosos?

Embora a espécie descoberta na Amazonia, a Electrophorus voltai, seja capaz de produzir um descarga de 860 volts — quase quatro vezes a voltagem de uma tomada doméstica de 220 volts —, ela é considerada menos perigosa para o ser humano do que a rede elétrica presente nas residências, pois tem baixa amperagem e dura poucos segundos. 

Como a maioria desses animais emite correntes de baixa voltagem, os choques nos seres humanos são quase imperceptíveis. Mas o choque de espécies como a Electrophorus voltai pode causar danos se atingir regiões que afetam músculos, nervos ou o coração. Então, se ver um peixe-elétrico por aí, nossa dica é não tentar brincar com ele, combinado? 😉

E, já que o assunto é descarga elétrica, o que você sabe sobre os raios? Conheça algumas curiosidades que te deixarão de cabelo em pé!

Energia geotérmica: conheça a energia que vem do centro da Terra

O calor do magma terrestre também é capaz de gerar energia.

Falamos muito sobre os recursos naturais utilizados para gerar energia, como a luz do sol, a água dos rios, a força dos ventos e os materiais orgânicos. Mas você sabia que o calor do magma terrestre também é capaz de gerar energia? É o que chamamos de energia geotérmica.

Neste artigo, você vai entender como o centro da Terra é capaz de gerar energia e quais as suas vantagens e as suas desvantagens. Boa leitura!

O que é energia geotérmica?

Como o nome sugere, energia geotérmica é a energia que se encontra abaixo da superfície terrestre. De origem grega, a palavra “geotérmica” é formada pelos termos geo, que significa Terra, e therme, que corresponde à temperatura.

Ela é obtida pelo calor do magma – uma camada de rocha líquida – proveniente do interior da Terra que, por muitas vezes, escapa do interior através dos vulcões. Para se ter uma ideia, o magma pode alcançar 6 mil °C. 

O magma aquece os reservatórios de água subterrâneos. Essa água pode ultrapassar os 200 °C. Em algumas regiões, a água sobe à superfície e constitui lagos de águas quentes, geralmente usadas para aquecer residências, piscinas termais e produção de eletricidade.

O calor do centro da Terra é uma fonte inesgotável de energia. Portanto, é considerada uma energia renovável, sendo uma alternativa aos combustíveis fósseis para gerar eletricidade.

Como a energia geotérmica é gerada?

Em resumo, o processo de aproveitamento dessa energia é feito por meio de grandes perfurações no solo – as chamadas usinas geotérmicas, nas quais o calor interno da Terra é transformado em energia elétrica.

Instaladas em locais em que há um grande volume de vapor e água quente, as usinas captam esse calor, que é drenado à superfície e transferido para a central elétrica, onde faz girar as turbinas que, por sua vez, ativam um gerador que produz eletricidade. 

Depois, o vapor é encaminhado a um tanque onde é arrefecido. A água é novamente encaminhada ao reservatório, onde é aquecida e transformada em vapor para reiniciar o processo.

A usina geotérmica de Nesjavellir, próxima a Þingvellir, Islândia.

Agora, sabendo do que se trata a energia geotérmica, vale a pena entender suas principais vantagens e desvantagens. Vamos lá!

Benefícios da energia geotérmica

No mundo todo, existe a necessidade urgente em reduzir a dependência de petróleo, carvão mineral e gás natural, e o caminho para isso é recorrer às fontes alternativas de energia, como a energia geotérmica. Conheça as suas vantagens:

  • Menos poluição, pois não opera por meio da queima de combustíveis. 
  • Menor custo se comparado com usinas petrolíferas ou nucleares, que possuem um alto custo para a aquisição de produtos primários.
  • Sem emissão de gases poluentes. Ou seja, não contribui para a intensificação do efeito estufa.
  • Não agride o solo. Pode parecer estranho, mas, apesar das perfurações internas, a energia geotérmica não desgasta o solo, não inunda grandes áreas nem contamina lençóis freáticos, como pode ocorrer com outras fontes de energia.
  • Uma pequena quantidade de solo é necessária para construir centrais geotérmicas.
  • As variações climáticas não interferem no funcionamento das centrais geotérmicas, como pode ocorrer com a energia solar ou eólica, por exemplo.
  • Acesso à energia em áreas afastadas. As usinas geotérmicas podem atender às necessidades da população em regiões onde a energia elétrica não chega facilmente.
  • Por terem baixos custos de administração nas usinas, os preços da eletricidade também são mais baixos.

Desvantagens da energia geotérmica

Essa ótima fonte de energia renovável e que não emite gases do efeito estufa também possui desvantagens relevantes. Uma delas é em relação à emissão de gás sulfídrico, que, em exposição em grande escala, pode não ser danoso para a atmosfera, mas causa diversos danos à saúde de um trabalhador.

Irritações nos olhos, no nariz ou na garganta são alguns dos sintomas iniciais. Mas os problemas podem atingir o sistema respiratório, causando perdas de memória, dores de cabeça, comprometimento da função motora, entre outros problemas de saúde. Conheça outras desvantagens:

  • Apesar de não desgastar o solo, pode haver um eventual afundamento do terreno.  As centrais geotérmicas podem desgastar as áreas internas da crosta, podendo provocar abalos na superfície.
  • Embora muito raro, a perfuração profunda no solo pode induzir atividades sísmicas e causar terremotos. Em 2017, o sistema geotérmico em Pohang causou um terremoto de magnitude 5,4.
  • Poluição sonora e elevado aquecimento local, o que inviabiliza a instalação de casas e comunidades em suas proximidades.
  • Opera em poucos lugares. Assim como boa parte das fontes de energia, a geotérmica só pode ser operada em áreas propícias, de elevado aquecimento interno e onde o acesso às áreas termais seja fácil.
  • Possível contaminação de rios e lagos se não cumprir o processo corretamente. Os fluidos térmicos podem liberar composições minerais que devem ser retidas; caso isso não aconteça, podem afetar cursos d’água em áreas próximas às usinas.
  • Elevado custo de investimento. Embora a manutenção das usinas geotérmicas seja pequena, a sua construção e a sua instalação são caras em razão da tecnologia utilizada atualmente, o que deve mudar nos próximos anos.

Como podemos observar, a energia geotérmica provém de um recurso natural inesgotável, que não emite gases poluentes. Entretanto, emite gás sulfídrico, que é prejudicial à saúde dos trabalhadores. Possui um alto custo de instalação e um baixo custo de administração e, apesar de operar em poucos lugares, consegue levar energia para locais onde ela ainda é escassa, sendo uma ótima alternativa aos combustíveis fósseis.

Outra fonte de energia muito curiosa é a biomassa, você conhece? Ela é produzida a partir de matéria orgânica como plantas, lenha, bagaço de cana-de-açúcar, resíduos agrícolas, restos de alimentos, excrementos e até do lixo. Clique aqui para conhecer como é produzida a energia a partir da biomassa.