Sensação Térmica: Quente ou Frio?

• Três vasilhas de mesmo material e de tamanho suficiente para que caiba sua mão dentro delas
• 1 garrafa PET de água à temperatura ambiente
• 1 garrafa PET de água morna (deixar a garrafa no sol por 1 hora - veja as instruções abaixo)
• 1 garrafa PET de água gelada (deixar na geladeira por 1 hora) -- ALTERNATIVA: use gelo na água 

 

Coloque 1 garrafa PET com água no sol e deixe por cerca de 1 hora antes de usar.Coloque outra garrafa PET com água na geladeira e também deixe por 1 hora..

Coloque 3 vasilhas de mesmo material (todas de plástico, por exemplo), uma ao lado da outra. Pode ser 3 bacias.Encha a vasilha da esquerda com água gelada. Encha a do meio com água à temperatura ambiente. Coloque a água morna na vasilha da esquerda.

Coloque sua mão direita na vasilha com água morna por cerca de 1 minuto (você pode contar até 60 ou pedir para alguém cronometrar seu tempo).Retire a mão da água morna e coloque na água à temperatura ambiente. Como você sentiu a água? Fria ou quente? Anote seu resultado. Agora, coloque a mão esquerda na vasilha com água gelada, deixando mergulhada por 1 minuto. Retire sua mão dessa vasilha e coloque na vasilha do meio, com água à temperatura ambiente. E agora? A sensação de água fria ou quente foi a mesma de antes? Como você sentiu agora? A água está fria ou quente?

Você pode repetir essa experiência colocando, ao mesmo tempo, a mão direita na água morna e a mão esquerda na água gelada.Depois de 1 minuto, mude as duas, ao mesmo tempo, colocando-as na vasilha do meio.

O Que Está Acontecendo:

Nossa pele sente o frio e o quente – essa é a chamada SENSAÇÃO TÉRMICA. Apesar de todo o nosso corpo ter sensação térmica, algumas áreas são mais sensíveis ao frio e outras, ao  quente:RECEPTORES DE “FRIO”: dedos, lábio superior, nariz, queixo e peito. É normal vermos uma pessoa tomar pequenos goles de bebidas geladas e direcionar o vento de um ventilador para o seu rosto. RECEPTORES DE “QUENTE”: ponta dos dedos, nariz e cotovelos. Algumas pessoas seguram uma caneca de bebida quente próxima do rosto em dias frios. Os receptores térmicos ainda não foram devidamente identificados, mas várias experiências em que registram as reações elétricas enquanto causam pulsos de calor sugerem que esses receptores estejam localizados a cerca de 0,02 centímetros abaixo da superfície da pele. Esses estudos também mostraram que existem receptores para frio que são diferentes de receptores para o quente. Nossos receptores se adaptam ao frio e ao calor. Por esse motivo, depois que sua mão se acostumou com a água morna, percebeu como fira a água à temperatura ambiente. Mas quando você colocou sua mão na água gelada por algum tempo, sentiu a água à temperatura ambiente como morna. A sensação de calor e frio em qualquer local, não é percebida diretamente, pois não podemos sentir a temperatura do ar. Mas nossos receptores de calor sentem as variações de temperatura. Porém, cada pessoa tem uma sensação diferente da outra. É normal que uma pessoa sinta frio em uma sala enquanto outra sente calor. Além disso, a sensação de frio e calor é diferente dependendo da temperatura. à medida que a temperatura ambiente diminui, a temperatura da pele também diminui e a sensação de frio também diminui. Você já entrou em uma sala com ar condicionado num dia quente? Nesse caso, você saiu de um ambiente quente, com uma temperatura de 35 °C, por exemplo, e entra numa sala com ar condicionado, em que a temperatura está ajustada para 25 °C. Enquanto essa temperatura é normalmente agradável, é muito menor que a temperatura exterior, então você sente como se estivesse muito mais frio que isso. O contrário também irá acontecer. Depois de se acostumar à temperatura da sala com ar condicionado, vai sentir muito calor quando sair.

Lente de Aumento

• Uma vasilha de boca larga
• Filme plástico para alimentos
• Um pouco de água
• Algo que queira ver "aumentado"

1. Coloque algum objeto dentro da vasilha limpa e seca.

2. Cubra a boca da vasilha com um pedaço de filme plástico e prenda-o levemente nas bordas da vasilha. Coloque sua mão fechada no centro do filme e aperte devagar, afundando o filme, sem romper. Prenda-o bem na beirada da vasilha.

3. Observe bem o objeto dentro da vasilha, após colocar o filme plástico

4. Coloque um pouco de água na superfície do filme e observe novamente o objeto. Você vai notar que o objeto dentro da vasilha parece ter aumentado. Sua lente de aumento está pronta!

Cláudio Shida explica que formamos uma lente plano convexa, ou seja, uma das superfícies da lente é plana e a outra, é convexa:

A superfície curva desvia os raios de luz que passam por ela como se fosse uma lente de aumento. Com isso, vemos uma imagem aumentada do objeto que está do outro lado.

Veja como podem ser as lentes:

Cláudio diz que o fato de você ver os objetos aumentados nesta lente plano convexa e sem inversão de imagem é porque os objetos dentro da vasilha estão dentro da distânca focal da sua lente. 

A Múmia

• 1 Ovo Pelado (1 ovo cru e vinagre; veja a Experiência 1)
• 1 quilo de sal de cozinha
• 1 vasilha de vidro ou plástico onde caiba o ovo com folga
• se tiver, uma balança para pesar o ovo

1. Para fazer o ovo pelado, você só precisa deixar 1 ovo cru mergulhado em vinagre durante 2 dias. Troque o vinagre no segundo dia, para acelerar o processo. Você pode manipular esse ovo pelado, mas não aperte com força! Veja mais detalhes na Experiência do "Ovo Pelado".  2. Caso tenha uma balança, pese o ovo assim que tirar do vinagre.

3. Coloque uma certa quantidade de sal no fundo da vasilha; cerca de 2 dedos está bom.
4. Coloque o ovo pelado sobre o sal e, com a ajuda de uma colher, cubra totalmente o ovo com mais sal. Nesta fase, você vai usar metade do pacote de sal.

5. Observe o que aconteceu depois de 1 ou 2 dias. Você vai notar que o sal que está bem próximo ao ovo ficou úmido. Essa umidade é uma conseqüência da saída da água e um pouco de vinagre de dentro do ovo.  É por isso que o ovo parece menor, pois já não está tão cheio de líquido.

PROCURE DEIXAR A VASILHA EM LOCAL AREJADO PARA QUE O VINAGRE QUE ESTÁ SAINDO DO OVO POSSA EVAPORAR. 

6. Depois de 1 ou 2 dias, troque o sal se estiver muito úmido. Não reutilize esse sal na cozinha depois de usá-lo na experiência. Se quiser economizar um pouco, o melhor a fazer é tirar o ovo com cuidado, tirar o sal que estava mais próximo ao ovo e colocar o ovo em contato com sal mais seco.
7. Aguarde cerca de 2 semanas ou um pouco mais, dependendo da temperatura do ambiente onde deixou o ovo, e você vai encontrar um ovo bastante seco, enrugado, e bem menor que o ovo que tirou do vinagre. Se tiver uma balança, pese novamente o ovo. 

SUA MÚMIA ESTÁ PRONTA!

Veja como o ovo está bastante diferente do início da experiência:

• Você vai perceber que o ovo que secou dentro do sal está meio duro, todo enrugado e bem menor que antes. Mas mesmo tendo ficado fora da geladeira por 2 semanas, não está com cheiro ruim, de ovo podre!!!!
• As mudanças que você observou são uma conseqüência da desidratação - a remoção da água - que o ovo sofreu pela ação do sal.
• Isso acontece porque o sal absorve a água, ao mesmo tempo que não consegue entrar dentro do ovo. Como tem muito sal em volta do ovo e a saída de água é lenta, não forma uma solução do lado de fora. 
• Se o ovo cru, fora da casca, fosse deixado ao ar livre, em duas semanas (na verdade, bem antes!) o cheiro de podre ia estar muito forte. Isso ia acontecer porque a umidade permite que bactérias e fungos que só conseguem sobreviver num meio com água.
• Nossas células têm de 60 a 70% de água. O mesmo acontece com o ovo pelado, pois ele pode absorver água do meio quando perde a casca. O ovo pelado que tínhamos no início pesava 89 gramas. Após 2 semanas desidratando no sal, pesou 33 gramas. Isso corresponde a 37% do peso inicial. Ou seja, após duas semanas, perdeu 63% de água.

Veja uma experiência semelhante no Exploratorium. Lá eles usaram um peixe fresco, sem as entranhas. O sal utilizado foi o bicarbonato de sódio. Com isso, a experiência fica mais cara pois esse sal vem em embalagens pequenas no supermercado e, para cobrir um peixe (ou mesmo o ovo), sairia mais caro. A vantagem é que o bicarbonato é um pouco mais rápido que o sal nesse processo.

Os antigos Egípcios usavam um sal natural do Rio Nilo, chamado NATRON, para mumificar os mortos. O Natron é composto essencialmente por carbonato de sódio, contendo cerca de 17% de bicarbonato de sódio, além de pouca quantidade de sulfato de sódio e de cloreto de sódio (sal de cozinha).
Muito antes de existir o processo de refrigeração e congelamento, os alimentos eram conservados por processos de desidratação - um deles usando sal e outro, a defumação. Ainda hoje, esses métodos são usados. 
A carne-de-sol, alimento muito popular no Nordeste do Brasil, é uma carne salgada e seca ao sol e ao vento que mantém a cor avermelhada. Tem menor teor de sal que a carne-seca. Deve ser consumida no máximo uma semana depois de curada.
A carne-seca, conhecida também como charque, carne-do-ceará ou jabá, é seca ao sol e ao vento ou através de estufas apropriadas. Contém apenas 10% de água.

Antes de serem utilizadas, deve-se deixar a carne-seca ou a carne-de-sol de molho, por algum tempo, em água. A água deve ser trocada várias vezes. 
Colocada em água para dessalgar, perde grande parte de suas substâncias nutritivas. É muito utilizada, principalmente no Nordeste do Brasil. No Sudeste, entra no preparo da Feijoada.

Vulcão de levedura

• copos de plástico
• fermento biológico em pó
• água oxigenada
• um pouco de detergente
• corante de alimento (opcional)

1. Primeiro, escolha o local onde irá fazer esta experiência. Dentro da pia da cozinha pode ser uma boa idéia! Ou então, coloque o copo sobre um prato fundo. Assim, fica mais fácil de limpar no final.

2. Dissolva o fermento biológico em um copo de água. Coloque um pouco dessa mistura  (mais ou menos um dedo) em dois copos de plástico.

3. Pingue algumas gotas de detergente nos dois copos com a mistura de leveduras. 

4. Coloque o copo com a mistura de fermento dentro de uma pia ou em uma superfície fácil de limpar.

5. Despeje um pouco de água oxigenada dentro do copo contendo um pouco da solução de fermento e veja o resultado. É MUITO RÁPIDO!!!! Parece um vulcão.
Se você fizer dentro de uma pia, coloque mais água oxigenada que volta a espumar:

6. Se quiser, misture um pouco de corante de alimento para fazer uma espuma colorida.

Nesta experiência, estamos vendo a ação da mesma enzima que atua na batata (veja a experiência "A Batata Espumante").
O que faz a água oxigenada espumar quando colocada na mistura de levedura é a presença de uma proteína chamada catalase. Essa proteína é umaenzima pois acelera as reações química (reações que levariam dias para acontecer, ocorrem em alguns minutos ou segundos).
A levedura é rica em catalase e, portanto, é fácil de observar essa reação. 
Quando você usa a água oxigenada sobre um ferimento, vemos o mesmo efeito de "espumar". Muita gente acredita que isso acontece porque o ferimento tem microrganismos mas, essa não é a realidade. Se você colocar a água oxigenada sobre sua pele sem ferimentos, nada acontece - e ela não está livre desses microrganismos, não é?
No caso do ferimento, a catalase é proveniente das células vermelhas do seu sangue. Muitas outras células de seu corpo contêm essa enzima que serve de proteção para o seu organismo. Isso porque a água oxigenada é, na verdade, um peróxido de hidrogênio (H2O2), muito parecido com a água (H2O).
O peróxido de hidrogênio é formado em nossas células mas é bastante tóxico para o nosso organismo. Ele contribui para as reações que estão associadas ao envelhecimento dos animais, inclusive o nosso. Mas quando a catalase atua, formam-se dois compostos bastante inofensivos para nosso organismo: a água e o oxigênio. 

Veja a reação:

A Batata Chorona

• 2 fatias de batata inglesa
• água filtrada
• água oxigenada
• pratinhos de plástico

1. Corte a batata em fatias e coloque em pratinhos de plástico.
2. Com cuidado, espalhe água filtrada na superfície de uma das rodelas de batata e observe. Aconteceu alguma coisa?
3. Agora, coloq um pouco da água oxigenada escorrer pela sua pele. Se não tiver qualquer ferida, nada vai acontecer.

4. Espalhe, com bastante cuidado, água oxigenada sobre a outra fatia de batata e observe. Rapidamente, se formará uma espuma!

Você viu que nada acontece quando coloca a água oxigenada sobre a sua pele, não é mesmo? Mas é provável que você já tenha usado água oxigenada em um ferimento. Nesse dia, deve ter notado que a água oxigenada começou a espumar na sua ferida, da mesma forma que aconteceu com a batata.
O que faz a água oxigenada espumar, tanto no ferimento quanto na batata, é a presença de uma proteína chamada catalase. Essa proteína é uma enzimapois acelera as reações química (reações que levariam dias para acontecer, ocorrem em alguns minutos ou segundos).
A batata é rica em catalase e, portanto, é fácil de observar essa reação. No caso do ferimento, a catalase é proveniente das células vermelhas do seu sangue. Muitas outras células de seu corpo contêm essa enzima que serve de proteção para o seu organismo. Isso porque a água oxigenada é, na verdade, um peróxido de hidrogênio (H2O2), muito parecido com a água (H2O).
O peróxido de hidrogênio é formado em nossas células mas é bastante tóxico para o nosso organismo. Ele contribui para as reações que estão associadas ao envelhecimento dos animais, inclusive o nosso. Mas quando a catalase atua, formam-se dois compostos bastante inofensivos para nosso organismo: a água e o oxigênio. Veja a reação:

Passeio de Moléculas

O que você precisa:

• 2 copos iguais
• água gelada
• água à temperatura ambiente ou morna
• corante de alimento

O que fazer:

1. Coloque água à temperatura ambiente (ou morna) em um copo transparente. Coloque a mesma quantidade de água gelada em outro copo igual. Deixe-os lado a lado em uma superfície plana e firme (mesa, balcão ou o piso) até que a água pare de se mexer. 

2. Pingue, com cuidado, uma gota de corante de alimento em cada copo. É importante que o tubo de corante não esteja muito distante da superfície da água para não causar movimentos bruscos quando a gota cair. Não mexa os copos ou a mesa onde se encontram!

Água Gelada           Água a temperatura ambiente

3. Observe como o corante se espalha em cada copo. 

4. O que podemos notar, na foto abaixo, é que depois de 40 minutos em temperatura ambiente, o corante se espalhou totalmente no copo à direita mas ainda não se espalhou bem no copo à esquerda, que tinha água gelada no início. E esse copo nem ficou na geladeira! 

O que está acontecendo?

Você percebeu que, mesmo sem mexer na água, o corante se espalhou por todo o copo. Esse movimento das partículas de corante na água é conhecido por "Movimento Brauniano" por ter sido descrito pelo botânico escocês Robert Brown em 1827. Ele observou, em seu microscópio, que grãos de pólen estavam continuamente se movimentando na água, mesmo se a lâmina de microscópio não estivesse sendo movida. Primeiro, ele pensou que o pólen se movia por estar "vivo" mas depois, ele percebeu o mesmo movimento com partículas inanimadas (pó, por exemplo). 

O "Movimento Brauniano" é o movimento constante e errático de pequenas partículas quando são colocadas em um líquido ou um gás. Quando se coloca o corante na água, percebemos que ele se espalhou, mesmo sem ter sido agitado, quando a água parecia estar "imóvel". Enquanto observamos o corante, parece que está dançando dentro do copo, enquanto se mistura. 

Esse movimento é resultado da colisão entre moléculas. As moléculas de corante mudam a direção de movimento ...
	... quando colidem com as moléculas de água que também estão em movimento.

Como o movimento das moléculas é mais rápido na água quente do que na água fria, o corante se dispersa mais facilmente na água à temperatura ambiente que na água gelada.

Explosão de Cores

O que você precisa:

• 1 prato fundo
• um pouco de leite
• corantes de alimento (pelo menos duas cores diferentes)
• 1 palito de dente
• detergente de cozinha

O que deve fazer:

1. Coloque um pouco de leite num prato fundo e deixe descansando alguns minutos para que o leite esteja sem se mover no prato.

2. Pingue algumas gotas de corantes de alimentos de cores diferentes. Em nossa experiência, colocamos uma gota de corante amarelo, um de corantes vermelho, uma de azul e uma de corante rosa. NÃO MISTURE OS CORANTES!

3. Pegue um palito de dente e molhe a pontinha com um pouco de detergente para louças. Não é necessário colocar muito detergente, só coloque um pouco na ponta do palito. Retire o excesso (se ficar como uma gota).

4. Rapidamente, coloque o palito no meio de alguma mancha de tinta. Aqui, nós fizemos assim: primeiro o palito foi colocado no meio da mancha amarela - e... PUFF!... o amarelo explodiu!
	Depois, colocamos o mesmo palito na mancha azul e ela explodiu!!!
Com o mesmo palito, na mancha rosa... PUFF... de novo, explodiu!!!!

5. Você pode, agora, "passear" com o palito através das cores! Elas se misturam de uma forma divertida, formando manchas coloridas que se misturam em ondas. Fica bem legal!

O que está acontecendo?

Quando colocamos o corante na superfície do leite, eles não se misturara - cada corante formou uma mancha separada da outra. 

No momento que colocamos o palito de dente com um pouquinho de detergente dentro das manchas, elas pareciam explodir! 

Isso que vimos aqui foi um exemplo de como a tensão superficial age num líquido e como ela pode ser rompida pelo detergente.

A tensão superficial acontece porque as moléculas de leite na superfície sofrem uma grande atração entre elas. No interior do líquido, todas as moléculas do leite sofrem essas mesmas forças de atração, mas em todas as direções. As moléculas de leite na superfície sofrem a atração apenas das moléculas na horizontal e das outras que estão abaixo, já que em cima tem apenas AR.  
Como o número de moléculas se atraindo é menor, existe uma "compensação": uma força maior de atração acontece na superfície, formando quase uma "pele" acima do leite. É a chamada TENSÃO SUPERFICIAL. O detergente consegue ROMPER a tensão superficial e as cores explodem! E depois se misturam formando padrões de cores incríveis quando você movimenta o palito... 
Nota: se você tentar misturar os corantes movimentando um palito sem detergente, também será possível ver padrões interessantes, mas não serão tão bem misturados como da forma que fizemos aqui.

Já vimos o efeito do detergente na tensão superficial da água, em outra experiência (Rompendo a tensão superficial) e lá explicamos com detalhes o que estava acontecendo. Então, aqui está um resumo... e você pode visitar aquela página para saber a importância da tensão superficial na nossa vida!