Lucia Maria Paleari: dezembro 2014

quarta-feira, 17 de dezembro de 2014

Nossa, que frio!!!
Por Lucia Maria Paleari

Clube de Ciências
Diário de Bordo

Nossa, que frio!!!

Por Lucia Maria Paleari

lpaleari@ibb.unesp.br

Parece mentira, mas quem costuma nadar sabe que depois de um mergulho é possível ficar roxo de frio e arrepiado, mesmo no verão. Você, possivelmente, já deve ter passado por isso. Muitos dos integrantes do Clube de Ciências, da EMEF “Dr. João Maria de Araújo Jr.”, de Botucatu, já. Aproveitando que estávamos estudando o comportamento da água, investigamos esse fenômeno, que é muito importante para os seres vivos.

Para isso, mantivemos um termômetro suspenso no ar da sala até a temperatura estabilizar. Depois, introduzimos o seu bulbo em um recipiente com água e, em seguida, nós o retiramos de lá e acompanhamos o que acontecia com a temperatura, enquanto a película de água, que ficara ao redor do bulbo, evaporava. Não deu outra: a temperatura foi diminuindo. Depois introduzimos o bulbo do termômetro em um recipiente com álcool, e o resultado foi ainda mais impressionante, porque, como o álcool evapora rapidamente, a temperatura indicada no termômetro imediatamente despencou.

Com o termômetro na altura dos olhos, Samuel faz a leitura da temperatura.

Moral da história: toda vez que um líquido evapora, ele “rouba” calor do ambiente onde está. No processo de evaporação de um líquido, as moléculas mais agitadas, que se movem muito, portanto, possuem mais energia cinética são as primeiras que escapam à atração das demais (força de coesão entre as moléculas) e vão para o ar circundante. No caso da água ao redor do bulbo do termômetro, as moléculas mais agitadas escaparam e se misturaram ao ar circundante (vapor) e as menos agitadas foram as que ficaram na película de líquido ao redor do bulbo. Dessa forma, o valor médio da energia cinética das moléculas ao redor do bulbo ficou reduzido e, consequentemente, a temperatura também, por isso o líquido esfriou. É essa medida da energia cinética média das moléculas, que os termômetros registram e que denominamos de temperatura.

Agora dá para entender, porque quando as pessoas saem da piscina sentem frio à medida que a fina camada de água sobre a pele vai evaporando, não é?

Entre calor e frio intensos:
algumas estratégias de sobrevivência

Expostos às condições ambientais, que podem variar não só de uma estação para outra, como ao longo dos dias, os seres vivos precisaram desenvolver maneiras de conseguir manter a temperatura de seus corpos dentro de certos intervalos, que são próprios de cada espécie, para que as reações químicas necessárias para mantê-los vivos acontecessem sem problemas.

Uma das maneiras é semelhante ao que acontece conosco quando estivermos sentindo frio, após sairmos molhados de uma piscina. Certamente lançaremos mão de um comportamento bastante comum: Buscaremos um lugar ensolarado para nos aquecermos. No inverno também é comum encontrarmos pessoas ao sol, “lagarteando” como se costuma dizer. E sabe por quê? Entre os lagartos esse comportamento é muito comum. Eles ficam ao sol, sempre que precisam se aquecer, porque, como animais ectotermos, dependem de fontes externas de calor para manter a temperatura do corpo adequada. Eles dependem basicamente de comportamentos especiais, como esse de se expor ao sol quando precisam de calor, e de ficar à sombra ou em lugares frescos para evitar superaquecimento. Por terem, em geral, temperaturas inconstantes, também são conhecidos por poiquilotermos (poikilos = variável).

Outra maneira de não se superaquecer é umedecer o corpo para esfriá-lo por meio da evaporação da água, como aconteceu com a película de líquido (água e álcool) aderida ao bulbo do termômetro ou com o nadador que saiu da piscina.

No caso de animais, como a maioria dos mamíferos e aves terrestres, o calor é gerado no interior dos seus corpos para mantê-los aquecidos, razão de serem denominados endotermos. Por conseguirem manter relativamente estáveis as respectivas temperaturas corporais, ficaram conhecidos também por homeotermos. Nestes casos, além de poderem realizar a termorregulação do corpo por meio de comportamentos, como o fazem os ectotermos, (ex. ficar ao sol ou à sombra; posicionar-se com mais área exposta ou menos área exposta), os animais contam com mecanismos fisiológicos, portanto, próprios do funcionamento de seus corpos.

Um exemplo disso, que acontece conosco e outros mamíferos, é o da contração e dilatação dos finos vasos sanguíneos periféricos, chamados de capilares. Estes, quando contraídos reduzem sua superfície e, dessa forma, também reduzem a perda de calor, calor esse gerado nos tecidos do interior do corpo, e transportado pela corrente sanguínea. Quando esses capilares se dilatam, no entanto, eles aumentam sua superfície e, com isso, perdem mais do calor.

Suar é outra maneira dos corpos esfriarem por meio da vaporização da água que é expelida do interior do corpo através dos poros.

Algumas invenções preciosas

Depois dessas investigações e explicações sobre o comportamento dos líquidos ao evaporar, relatadas acima, pedi para que os clubistas fossem observar o filtro de argila da nossa sala e colocassem a mão sobre a superfície dele (veja a figura a seguir).

Amanda verificando a temperatura em um filtro de barro, colocando a mão sobre o compartimento inferior contendo água e comparando depois com o que sentiu ao colocar a mão sobre o compartimento superior, que estava sem água (parede de barro seca).

Esse filtro, que possuí dois compartimentos, estava com água acumulada apenas na parte inferior, porque os clubistas haviam se esquecido de colocar água na parte superior para filtrar.

Ao tocarem o filtro, todos se espantaram com o que sentiram: a parte inferior, com a parede úmida, estava bem fresquinha, exatamente como a água que eles sempre bebiam. A parte superior, no entanto, estava mais quente e com a parede completamente seca.

Tenho certeza de que você que está lendo este relato já matou a charada do que estava acontecendo no filtro da nossa sala. Pois é, a argila, material de que é feito esse tipo de filtro e também as moringas (figura a seguir), têm, entre seus grãos, poros bem minúsculos, que nada mais são do que buraquinhos, nos quais a água tem dificuldade para entrar. Da mesma forma, a água que penetrou nos poros tem dificuldade também para sair. Não fosse assim, a água não ficaria armazenada por longo período de tempo nesses recipientes. Ao sair pelos poros, a água vai evaporando lentamente e, da mesma forma que aconteceu com a película de água no bulbo do termômetro, as moléculas mais agitadas escapam antes, “roubando” calor da moringa, portanto, esfriando a água.

Nas lavouras, por esse Brasil afora, sob o calor de dias ensolarados e trabalho intenso, as moringas eram - e continuam sendo em muitos locais -, de um valor inestimável, usadas pelos lavradores, para saciar a sede com água sempre fresquinha.

Como vocês puderam ver, os conhecimentos sobre átomos, sobre moléculas e seus comportamentos permitem entender e explicar muita coisa que acontece ao nosso redor. Baseando-se neles foi possível ao Homem inventar, por exemplo, os refrigeradores elétricos, que possibilitaram conservar melhor e com mais facilidade, diversos tipos de alimentos. (Veja o vídeo no final deste texto)

Em nome da praticidade e modernidade, muitas e muitas famílias, principalmente de cidades de grande porte, abandonaram as moringas e filtros de barro e passaram a usar, além das geladeiras, as máquinas de filtrar, para ter água fresca e até bastante gelada. Com isso, introduzimos duas mudanças, que talvez não sejam tão boas: bebemos a água geralmente gelada demais para as condições do nosso corpo e gastamos muita energia elétrica para obtê-la, porque os aparelhos ficam ligados diuturnamente e na maior parte do tempo, não os acionamos para obter água .