Terceiro Encontro

Também foi apresentado o sistema representado na Figura 7 para mostrar a diferença de condutividade entre o cobre, o alumínio, o aço, a liga metálica de ferro, latão e bronze.

Discutiu-se, ainda, que sempre que se quer um bom isolamento térmico para a condução, procuram-se materiais que tenham a propriedade de manter uma camada de ar estacionária no seu interior. A lã é muito usada, pois, além de ser um excelente isolante térmico, também armazena ar entre as suas fibras. É, também, para obter esse efeito que, em dias frios, os pássaros eriçam suas penas de modo a manter, entre elas, camadas de ar, assim como são usados cabos de plástico e madeira em utensílios domésticos, como, por exemplo, nas panelas. Também fez-se referência às panelas de inox com fundo triplo (alumínio e cobre), para que os alunos entendessem a sua construção e o porquê de serem mais eficientes que as panelas de inox comum,  assim como ao gelo depositado no congelador de um refrigerador, que dificulta as trocas de calor por condução.

Outro aspecto abordado foi o fato de que, quando se toca em uma peça de metal e em um pedaço de madeira, ambos no mesmo ambiente, isto é, ambos a mesma temperatura, o metal dá a sensação de estar mais frio que a madeira. Isso ocorre porque o metal um melhor condutor térmico que a madeira, assim haverá uma transferência de energia mais rápida (e maior se os tempos de contato forem iguais) da mão para a peça metálica do que para o pedaço de madeira.  Da mesma maneira, ao tocar um piso de madeira tem-se a sensação de que este é mais quente que o piso de ladrilho porque o pé e o ladrilho trocam calor muito mais rapidamente do que o pé e a madeira. Mostraram-se exemplos de livros didáticos em que tais conceitos foram mal utilizados. Como: “há corpos que se aquecem com mais rapidez e, por isso conduzem (transmitem) o calor com facilidade” [4].

A seguir foi apresentada a transmissão de calor por convecção. Foi explicado que, em um refrigerador, ocorre a formação de correntes de convecção. Na parte superior, as camadas de ar, em contato com o congelador, cedem energia térmica a ele por condução. O ar desta região torna-se mais denso e desloca-se para a parte de baixo do refrigerador, enquanto que as camadas de ar desta região, por ser menos densas, deslocam-se para cima. Essa circulação de ar, causada pela convecção, faz com que a temperatura seja, aproximadamente, a mesma em todos os pontos do refrigerador, com exceção da parte interna do congelador.

Também analisou-se que o clima da Terra depende de muitos fatores, mas um dos fatores importantes é a energia térmica dos oceanos. Durante o dia, os raios solares que incidem nos oceanos fazem aumentar a temperatura da água do mar. Como ela possui um calor específico elevado e a massa da água dos oceanos é muito grande, os oceanos levam muito tempo para aquecer e também muito tempo para esfriar. As substâncias que são feitos os continentes, por outro lado, possuem um calor específico muito menor e apenas uma camada relativamente estreita da superfície é aquecida pelo sol. Assim, os continentes esquentam e esfriam muito mais rapidamente que os oceanos.

No litoral, durante o dia, o ar próximo à superfície da Terra aquece-se mais rapidamente do que o ar próximo à superfície do mar. Assim, o ar que está sobre a areia sobe e abre um espaço, que é rapidamente ocupado pelo ar mais frio, aquele que está sobre o mar. Forma-se, assim, uma corrente de ar que chamamos de brisa marítima, pois sopra do mar para a terra.

Depois que o Sol se põe, a água e a areia deixam de receber energia e começam a esfriar de forma díspar, pois a areia esfria rapidamente, e a água do mar demora.  O ar que está sobre o mar fica mais quente do que o ar que está sobre a areia, por isso fica menos denso e sobe. Assim, o ar que está sobre a areia se desloca em direção ao mar: é a brisa terrestre.

Também foi analisado que as correntes de convecção são importantes para a dispersão de poluentes atmosféricos. Nas grandes cidades, devido ao elevado número de indústrias e de veículos automotores em circulação, o ar atmosférico recebe grandes quantidades de poluentes. Os principais são o monóxido de carbono (CO), o dióxido de carbono (CO2) e o dióxido de enxofre (SO2). Esses poluentes causam problemas de saúde, principalmente irritações nos olhos e nas vias respiratórias.

Como são liberados a uma temperatura maior do que a do ar atmosférico, os poluentes deveriam subir e se dispersar nas camadas superiores atmosféricas. Mas isso nem sempre acontece, dependendo do tipo de poluente, da concentração e também da época do ano.

Na transmissão de calor por irradiação, foram discutidos os fenômenos da inversão térmica e o efeito estufa. Foi apresentada também uma casa de vidro (Figura 8) para demonstrar o efeito estufa.

Também foi montado um protótipo de um aquecedor solar (Figura 9), em que foram explorados os três processos de transmissão de calor, usando-se uma lâmpada incandescente de 250 W para substituir o Sol. Assim foi possível observar o aquecimento da água.

Abordou-se também que, quando a radiação térmica incide em um corpo, parte dela é absorvida e parte é refletida por ele. Os corpos escuros absorvem a maior parte da radiação incidente. É por isso que um objeto preto, colocado ao Sol, tem a sua temperatura sensivelmente elevada. Por outro lado, os corpos claros refletem quase totalmente a radiação térmica incidente. Para exemplificar foram usados 3 termômetros, um com o bulbo revestido com papel branco, o segundo com o bulbo revestido com papel carbono e o terceiro sem nenhum revestimento e todos expostos a uma lâmpada incandescente de 250 W. Os alunos acompanharam as evoluções da temperatura. Ocorreu nesse momento também a discussão dos princípios da construção da garrafa térmica.

No final, foram apresentadas partes do documentário Uma Verdade Inconveniente do Al Gore[5]. O documentário mostrava, inicialmente, como ocorre o efeito estufa e a sua importância para a vida na Terra. A seguir foram mostradas as medições feitas por Roger Revelle sobre o aumento da concentração de Co2, as conseqüências futuras para o planeta e as suas confirmações hoje, como por exemplo, o derretimento das geleiras no Alasca, na Argentina e no Peru; o descongelamento do Monte Kilimanjaro na África, dos Alpes Italianos, e dos Suíços.

O documentário também mostrou as grandes variações de temperatura que vem ocorrendo na Terra de 1846 até hoje e a constatação que as maiores temperaturas ocorreram nos últimos 14 anos. Foram mostradas as conseqüências do aquecimento ocorrido com as águas dos oceanos onde estão o aumento do número e da intensidade das tempestades, furacões e tufões e também o registro de um furacão no Atlântico Sul.

Também foram mostradas as conseqüências do aquecimento global no Pólo Norte, mostrando a diminuição da espessura e da extensão da calota polar do Ártico e o aparecimento de ursos polares mortos por afogamento por terem que nadar distâncias maiores que 90 km para encontrarem gelo. Também foi tratada da importância das correntes oceânicas para o clima da Terra. Ao término desse encontro, foi feita uma discussão sobre os efeitos do aquecimento global, as suas implicações e a responsabilidade de cada um.