terça-feira, 7 de Junho de 2011

Actividade experimental 4 – “Câmara de Wilson”

                O que é a câmara de Wilson?
                A câmara de nevoeiro ou câmara de Wilson foi inventada pelo físico escocês Charles Thomas Rees Wilson (1869-1959). É utilizada para detecção de partículas (alfa, beta, raios cósmicos,) com poder ionizante. No topo da câmara existe feltro molhado com álcool isopropílico. À temperatura ambiente o álcool evapora ficando a câmara saturada em vapor de álcool. Como a parte de baixo está a uma temperatura muito baixa (é arrefecida por gelo seco contido na caixa de madeira), o vapor do álcool arrefece, ficando a uma temperatura a que normalmente não pode existir sob a forma de vapor. Neste estado o vapor condensa facilmente. Quando uma partícula atravessa a câmara, ioniza as moléculas do vapor. As outras moléculas são atraídas para estas que estão ionizadas, o que é suficiente para iniciar o processo de condensação, aparecendo pequenas gotas de álcool, que produzem um rasto no caminho da partícula.


               

Câmara de nevoeiro - Câmara de Wilson

                                                                                                                                                                                               

                Aqui está a demonstração que realizámos. Nós tínhamos o nosso próprio vídeo deste experiência, mas a baixa qualidade da nossa máquina de filmar não permitiu capturar em vídeo os traços brancos que vos queremos mostrar. Deste modo decidimos mostrar um vídeo da realização desta experiência na E.S.Bramcamp Freire. A única diferença foi que neste caso foram utilizadas rochas que continham minério de urânio com fonte de radiação.

                Os traços brancos que vemos no nevoeiro são deixados pelos raios que se movem através do vapor de álcool. Os raios ionizam os átomos de vapor deixando um rasto de condensação.

Actividade experimental 3 – “O efeito de estufa”

Problema:
·                     O que é o efeito de estufa e porque é que acontece?
Conceitos: O aquecimento global é um processo natural que mantém o planeta quente e habitável para organismos vivos. É o aumento da temperatura terrestre, não só numa zona específica, mas em todo o planeta, e tem vindo a preocupar a comunidade científica cada vez mais. Pensa-se que é devido ao uso de combustíveis fósseis e outros processos a nível industrial, que levam à acumulação na atmosfera de gases propícios ao Efeito de Estufa, tais como o Dióxido de Carbono, o Metano, o Óxido de Azoto e os CFC's. O efeito de estufa provoca o aquecimento da terra para além da normalidade.
Princípios:  
  • ·         Os gases do efeito de estufa estão na atmosfera terrestre;
  • ·         Alguma parte da radiação solar é absorvida pelos gases do efeito de estufa e alguma atinge a superfície. Em ambos os casos, a luz é absorvida como calor;
  • ·         A superfície terrestre, aquecida pela radiação solar e pelo calor proveniente do interior, emite calor para a atmosfera onde, alguma é absorvida e a restante passa para o espaço. O efeito de estufa excessivo ocorre quando, devido ao aumento da quantidade de gases do efeito de estufa na atmosfera, há uma maior absorção de calor na atmosfera.
Material:
  • ·         Caixa de cartão;
  • ·         Papel preto;
  • ·         4 Termómetros;
  • ·         3 Vidros (do tamanho da caixa);
  • ·         6 Blocos de madeira para fazer de suporte;
  • ·         Cola.
Procedimento:
  • ·         Construção:
1.       Forrar o interior da caixa com papel preto;
2.       Colocar um termómetro no fundo da caixa;
3.       Colocar dois blocos de madeira em lados opostos da caixa;
4.       Colocar um dos vidros e o termómetro da respectiva camada;
5.       Repetir 3 e 4 duas vezes;
6.       Colocar a última camada de vidro.


  • ·         Testes:
1.       Colocar a caixa ao sol;
2.       Medir a temperatura das diferentes camadas e do exterior durante o tempo pretendido.

Resultados:

Tempo (m)
Temperatura na 1º camada (ºC)
Temperatura na 2ª camada (ºC)
Temperatura na 3ª camada (ºC)
Temperatura exterior
(ºC)
0
16
16
16
16
20
50
40.4
34.2
20
40
59.2
48.7
44.2
28.3
60
60.1
50.5
45.2
29.1
Tabela 1 – Resultados.

Tratamento de Resultados:
Gráfico 1 – Tratamento de resultados.   

Conclusões: As diferentes camadas de vidro têm como objectivo actuar como as diferentes camadas da atmosfera. Como já dissemos anteriormente, o excessivo efeito de estufa ocorre devido ao excesso de CO2 na atmosfera.
                Durante a experiência podemos observar que na camada mais baixa, a temperatura aumentou mais e mais rapidamente do que nas restantes camadas e no exterior. Embora este facto seja facilmente explicado, após alguma pesquisa, concluímos que isto deve-se ao facto de a luz ter que atravessar mais camadas de vidro do que nas restantes. A luz ao atravessar a camada de vidro reflecte e refracta. Ao alcançar a última camada parte dela é absorvida pelas paredes pretas da caixa e a que é reflectida nas paredes é reflectida posteriormente no vidro ficando retida em cada camada.

Fig 1. Representação gráfica da experiência.