sábado, 24 de agosto de 2013

Cientistas experimentam tensão superficial enquanto tomam chá

 
Quando a água se move, qualquer coisa que se encontre nela se move também; mas não necessariamente na mesma direção, pois algumas partículas podem se mover contra a corrente. Isso é mostrado no trabalho de Sebastian Bianchini e colegas, da Universidade de la Habana (Cuba) e da Universidade Rutgers (Estados Unidos). O artigo foi publicado na edição de julho de 2013 da revista Proceegings of the Royal Society A.

A história por trás do estudo se iniciou em 2008. Naquela época, Bianchini era um estudante na Universidade de Havana, em Cuba. Após colocar água quente em uma xícara com folhas de chá, ele notou que algumas folhas tinham entrado na chaleira.
Para ele, o fato de as folhas da xícara entrarem na chaleira não era plausível. A água estava indo da chaleira para a xícara, e não ao contrário. Então, como era possível que as folhas tivessem viajado para cima, contra o fluxo da água, indo para dentro da chaleira?

Confuso e surpreso com o resultado, o jovem cientista efetuou seu experimento do chá para Ernesto Altshuler, um físico da mesma universidade. Eles fizeram mais alguns testes e viram que o fenômeno era real. No entanto, a comunidade científica parecia tão cética quanto aos resultados, que eles inicialmente não publicaram tais questões.

Finalmente, Altshuler contou a outro físico, Troy Shinbrot, sobre o resultado. Este, na Universidade Rutgers, decidiu efetuar o experimento, usando dois tanques de água, um colocado em um ponto mais alto. A água fluía do tanque mais acima para o tanque abaixo por um pequeno canal. Enquanto isso acontecia, Shinbrot colocou pequenos pedaços de giz e folhas de chá no tanque de baixo. E, dentro de segundos, parte desses compostos tinha passado para o tanque de cima! Após o resultado ter sido replicado, os pesquisadores acreditaram que era o momento de tornar público o que tinham encontrado.

No primeiro momento, eles acreditaram que esse efeito era devido à tensão superficial da água. Em um líquido, as moléculas interagem umas com as outras, se atraindo. Mas as moléculas na superfície não têm tantos vizinhos quanto as demais. Então, elas formam ligações mais fortes com os poucos vizinhos que têm: juntas, elas formam uma camada elástica. É por causa da tensão superficial, por exemplo, que um clipe de papel ou uma agulha conseguem flutuar se colocados gentilmente na superfície da água. Entretanto, se um desses objetos quebrar a superfície, isso afasta essas moléculas de água e o objeto afunda.

A ideia é que as folhas de chá flutuantes e partículas de giz reduziram a tensão superficial no tanque de baixo. Enquanto isso, a tensão superficial no tanque de cima continuava alta.

Contudo, desde o século XIX, os cientistas sabem que, quando a tensão superficial de dois líquidos diferem, suas moléculas vão se empurrar e puxar até que a tensão fique a mesma. No experimento das folhas de chá, a tensão superficial menor no tanque de baixo faz com que as moléculas de água naquele tanque empurrem as pequenas partículas para cima em direção ao outro tanque. Isso ajuda a balancear a tensão superficial entre os dois tanques.

Embora os cientistas soubessem da existência dessa força, eles não tinham percebido que ela era forte o suficiente para transportar algo tão grande como folhas de chá!

Além de interessante, o experimento pode ter consequências no mundo real. Os cientistas desejarão saber, por exemplo, se partículas de poluição se comportam de maneira semelhante em um rio com fluxo lento.
Quando a água se move, qualquer coisa que se encontre nela se move também; mas não necessariamente na mesma direção, pois algumas partículas podem se mover contra a corrente. Isso é mostrado no trabalho de Sebastian Bianchini e colegas, da Universidade de la Habana (Cuba) e da Universidade Rutgers (Estados Unidos). O artigo foi publicado na edição de julho de 2013 da revista Proceegings of the Royal Society A.
A história por trás do estudo se iniciou em 2008. Naquela época, Bianchini era um estudante na Universidade de Havana, em Cuba. Após colocar água quente em uma xícara com folhas de chá, ele notou que algumas folhas tinham entrado na chaleira.
Para ele, o fato de as folhas da xícara entrarem na chaleira não era plausível. A água estava indo da chaleira para a xícara, e não ao contrário. Então, como era possível que as folhas tivessem viajado para cima, contra o fluxo da água, indo para dentro da chaleira?
Confuso e surpreso com o resultado, o jovem cientista efetuou seu experimento do chá para Ernesto Altshuler, um físico da mesma universidade. Eles fizeram mais alguns testes e viram que o fenômeno era real. No entanto, a comunidade científica parecia tão cética quanto aos resultados, que eles inicialmente não publicaram tais questões.
Finalmente, Altshuler contou a outro físico, Troy Shinbrot, sobre o resultado. Este, na Universidade Rutgers, decidiu efetuar o experimento, usando dois tanques de água, um colocado em um ponto mais alto. A água fluía do tanque mais acima para o tanque abaixo por um pequeno canal. Enquanto isso acontecia, Shinbrot colocou pequenos pedaços de giz e folhas de chá no tanque de baixo. E, dentro de segundos, parte desses compostos tinha passado para o tanque de cima! Após o resultado ter sido replicado, os pesquisadores acreditaram que era o momento de tornar público o que tinham encontrado.
Clipe flutuando graças à tensão superficial
No primeiro momento, eles acreditaram que esse efeito era devido à tensão superficial da água. Em um líquido, as moléculas interagem umas com as outras, se atraindo. Mas as moléculas na superfície não têm tantos vizinhos quanto as demais. Então, elas formam ligações mais fortes com os poucos vizinhos que têm: juntas, elas formam uma camada elástica. É por causa da tensão superficial, por exemplo, que um clipe de papel ou uma agulha conseguem flutuar se colocados gentilmente na superfície da água. Entretanto, se um desses objetos quebrar a superfície, isso afasta essas moléculas de água e o objeto afunda.
A ideia é que as folhas de chá flutuantes e partículas de giz reduziram a tensão superficial no tanque de baixo. Enquanto isso, a tensão superficial no tanque de cima continuava alta.
Contudo, desde o século XIX, os cientistas sabem que, quando a tensão superficial de dois líquidos diferem, suas moléculas vão se empurrar e puxar até que a tensão fique a mesma. No experimento das folhas de chá, a tensão superficial menor no tanque de baixo faz com que as moléculas de água naquele tanque empurrem as pequenas partículas para cima em direção ao outro tanque. Isso ajuda a balancear a tensão superficial entre os dois tanques.
Embora os cientistas soubessem da existência dessa força, eles não tinham percebido que ela era forte o suficiente para transportar algo tão grande como folhas de chá!

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