Lâmpadas lava

Lâmpadas EDL: Lâmpadas de Lava

04-02-2012 Por : Luís Timóteo 1

Candeeiros (Lâmpada de Lava)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2a/Lava_lamp01.jpg



Princípios: O Calor

O Calor é a energia possuída pelos objectos quando as suas

partículas estão em

É o total de energia de todas as partículas e é medido em

Temperatura é medição média da energia cinéticas das

partículas.

Num objecto Quente o movimento das partículas é Rápido.

Num objecto Frio o movimento das partículas é lento.

movimento.

Joules (J)

A unidade de medição da temperatura é o grau Centígrado °C.



O calor pode passar de uma área mais quente , para uma área

mais fria por 3 métodos:

Partículas mais

quentes, movem-

se para lugares

mais frios.

Convecção

Partículas

vibram para

passar

energia.

Condução

Sem partículas. A

Energia é emitida

por objectos

quentes.

Irradiação

Princípios: Transferência de Calor



Os Metais são, geralmente bons condutores de calor.

Podes fazer uma experiência para descobrir e compara os

metais em termos de condutividade…

Usa várias tiras de metal, e velas de cera…

E acerca de outros materiais?!...

Plástico

Vidro

Água

Madeira

Estes são chamados isoladores Térmicos

Porque é que estes materiais são maus condutores?

Porque a partículas não estão livres para vibrarem..

Fraco

Fraco

Princípios: Transferência de CalorCondução

Fraco

Fraco



Quando as partículas de um sólido são aquecidas, elas vibram. Esta

vibração faz com que as partículas ocupem mais espaço. Isto significa que

os sólidos expandem-se com o calor.

Aquece uma tira de metal como se mostra nas figuras…

Tenta explicar a observações, e como reverter a situação….

Princípios: Transferência de CalorExpansão

São dois materiais diferentes . Um expande-se

mais do que o outro.

– Resultado? Dobra



Faz uma investigação para descobrir quais as cores que

melhor emitem radiação.

Objectos escuros

Princípios: Transferência de CalorIrradiação

Os objectos podem ganhar ou perder calor por

Irradiação.

Alguns objectos absorvem bem a irradiação.

Outros objectos reflectem energia.

Quem é quem?

Objectos Brilhantes

Os objectos quentes emitem (emanam) energia irradiante.

Alguns são melhores do que outros...

Usa latas coloridas e água quente… Faz um teste justo… sem batotas!



Foil or

paper

spiral

Convecção acontece nos fluidos (líquidos e gases).

Executa a experiência do diagrama:

Explica os resultados.

O ar mais quente expande-se, ficando menos denso. Devido a isso ele sobe. Ar

frio vem substituir o que subiu, e é aquecido e volta a subir, repetindo o ciclo, etc.

Princípios: Transferência de CalorConvecção

O ar quente aquecido pela vela sobe. Este movimento

faz com que a espiral gire...

O ar mais quente arrefece á medida que sobe, o que causa a sua contracção, e

então desce.

Este movimento é chamado de Corrente de Convecção.



Princípios: Correntes de Convecção

Núcleo Manto

Vale de Rift

Vale Vale

Crosta

Isto tem alguma coisa a ver com o que se passa no dia-a-dia, tais como:

Tremores de Terra, desvio dos continentes, brisas marítimas…

Explicação do

funcionamento duma

“Lâmpada de Lava”.

-Corrente de Convecção

-A “lava” em baixo é aquecida,

expande-se, fica menos

densa, e então sobe.

-Em cima, a “lava” arrefece,

contrai-se, fica mais densa, e

afunda-se…

Certo!



Quando uma substância é aquecida várias coisa podem

acontecer…

Mudança de

Temperatura

As partículas

movem-se mais

rapidamente, têm

mais energia cinética

nós detectamos isso

como um aumento

de temperatura.

Mudança de

estado

Se as partículas

tiverem energia

suficiente, as

ligações entre elas

pode-se quebrar. O

resultado é uma

mudança de

estado, e.g. fusão.

Mudança de

Volume

Á medida que as

partículas aceleram,

ocupam mais espaço

(ficam menos

densas).

Quando uma substancia é arrefecida acontece o oposto…

Princípios: Efeitos do Calor



Princípios: Transferência de Calor

Exemplo

Convecção Condução

Irradiação



Condução

Convecção

Irradiação

Sólidos

Fluidos (líquidos e

gases)

Material

transparente

As vibrações das

partículas passam

através dos objectos

A área aquecida

expande-se fica menos

densa sobe, arrefece

mais densa desce

Energia pura é emitida

dum objecto, e outro

absorve ou reflecte.

Metais são bons.

Plásticos e madeira

são maus.

Correntes de

Convecção

Negro emite e

absorve melhor.

Brilhante reflecte.

Princípios: Transferência de CalorSumário



Globo de

vidro

Composto

de Cera

Líquido de

Preenchimento

Lâmpada de

Filamentos

À medida que a cera é

aquecida, as moléculas

começam a separa-se

diminuindo de densidade,

isto é, ficam mais leves, e

sobem formando bolhas!...

Ao subirem as bolhas de

cera deixam de ser

aquecidas o que causa um

aumento de densidade,

logo, descem!....

Candeeiros (Lâmpada) de Lava Constituição/Funcionamento



http://freewebsitegoodies.com/swf/animations/001/lavaLamp08.swf

Candeeiros (Lâmpada) de Lava Funcionamento











Candeeiros (Lâmpada) de Lava Material para Construção

Podemos construir uma usando elementos simples, com:

Uma garrafa de vidro incolor;

Uma lata de refrigerante de alumínio;

Óleo vegetal (milho, soja, girassol etc.);

Água;

Álcool etílico ( álcool comum);

Lâmpada de 60W com socket e fixação para ligar na

tomada.

Preparar a lava utilizando óleo vegetal, colocamos o óleo na garrafa até 1/5 de sua altura.

Adicionar sobre o óleo vegetal álcool etílico. Vá adicionando aos poucos água sobre o

álcool etílico, misturando bem os dois líquidos, quando notar que o óleo está prestes a

subir pare de adicionar água. Para saber se atingiu o ponto ideal, você pode olhar a

curvatura e da junção entre o álcool e o óleo, quando houver uma grande curvatura da

junção voltada para baixo você alcançou o ponto ideal. Se o óleo flutuar, você passou do

ponto. Então coloque mais álcool aos poucos para que o óleo volte ao fundo.

Não assumo qualquer responsabilidade…

Mas!...



Candeeiros (Lâmpada) de Lava

Construção: (Cont.)

Prepare um suporte para a garrafa utilizando a lata de refrigerante, para isso, corte o fundo

e a parte superior da lata. Insira a lâmpada pelo fundo da lata, e coloque a garrafa na outra

extremidade, de forma que a lâmpada fique próxima da garrafa sem que as duas encostem.

Ligue a lâmpada e aguarde até que a garrafa se aqueça.

Embora o óleo seja menos denso que a água ( 1,0 g/ cm³) o óleo vegetal(soja) ( 0,91

g/cm³)é mais denso que o álcool etílico puro ( 0,79 g/cm³). Ao misturarmos álcool e água,

podemos aproximar muito da densidade do óleo de soja. Assim ao aquecermos o fundo da

garrafa com a lâmpada aquecemos também o óleo, fazendo com que se torne menos denso

que a mistura água - álcool e desse modo ele sobe formando grandes esferas de óleo. Ao

chegar na parte superior o óleo perde parte do aquecimento e desce pois se torna mais

denso iniciando um novo ciclo!...

Coloque a lâmpada de 60W no socket e ligue todos os fios, ( como sempre tomando

cuidado para não levar choques[ para evitar isso use fita isoladora nas ligações]) não ligue á

tomada até todas as ligações estarem prontas e isoladas. Não use uma lâmpada mais

potente, pois isso poderá levar ao super aquecimento da garrafa provocando sua quebra.



Dúvidas?



Bibliografia


http://quimilokos.blogspot.com/2011/04/lampada-de-lava-experimento-para-cherry.html

http://www.ideafinder.com/history/inventions/lavalamp.htm

science.nayland.school.nz/.../Heat notes.ppt

http://home.howstuffworks.com/lava-lamp.htm

http://moerderjack.deviantart.com/art/Lava-Lamp-176457662

http://www.columbia.edu/cu/physics/rce/main/demo/thermo.html

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