quarta-feira, 22 de dezembro de 2004

Pequenos, mas poderosos

AOL - Educação
publicado em 14/12/2004
http://educacao.aol.com.br/colunistas/adilson_oliveira/0015.adp

Coluna Ciência

Adilson J. A. de Oliveira

Na maioria das cidades, nesta época do ano, as ruas e as casas ganham uma iluminação especial devido às festas de final de ano. As novas cores e brilhos fazem com que as noites de dezembro fiquem mais alegres e bonitas. Essas e as outras luzes que utilizamos nos dia de hoje são produzidas pela ação pequenos entes que os nossos olhos não podem ver. São os elétrons que produzem a eletricidade. Desde de o simples acender de uma lâmpada até os presentes que compramos no Natal, tudo é produzido pela ação da eletricidade Há alguns anos atrás, quando houve o risco de falta de energia elétrica (“apagão”) todos desenvolveram novos hábitos de utilização de energia elétrica. Naquele ano o Natal não foi tão iluminado.
Os elétrons são uns dos principais constituintes da matéria. Os seus movimentos movem a nossa sociedade. A partir dos primeiros experimentos para produzir corrente elétrica no século XVIII, a compreensão das leis que regem os fenômenos elétricos, a descoberta do elétron no século XIX e toda a revolução que a eletrônica provocou ao longo do século XX, tornou-se para nós inconcebível viver sem a eletricidade. Os movimentos dos elétrons fazem funcionar simples dispositivos, como uma lâmpada de filamento, até complexos equipamentos que existem em nossas casas como televisores, aparelhos de DVD, forno de microondas, computadores etc. Quando ligamos qualquer aparelho elétrico damos “um empurrão” nos elétrons. A partir do fluxo de elétrons (a corrente elétrica) produzido pela diferença de potencial uma série fenômenos ocorrem nos equipamentos. Ao ligarmos qualquer aparelho estamos aplicando uma força nos elétrons e colocando-os em movimento. Essa força surge devido à aplicação de uma tensão (diferença de potencial). Esse efeito é semelhante ao fluxo de água em nossas casas. A caixa d’água fica na parte mais alta do sistema de encanamentos para permitir que a ação da força da gravidade (devido a diferença de potencial gravitacional), produzida pela enorme massa da Terra, faça a água escoar pelos canos. No caso da eletricidade, quem fornece a diferença de potencial é a usina que está gerando a eletricidade.
A força gravitacional é devida ao fato que a matéria possui massa. Nos fenômenos elétricos quem atua é a carga elétrica, que como a massa, é uma propriedade fundamental da matéria. Uma diferença importante existente entre essas duas forças é que a força gravitacional é sempre atrativa (até onde a conhecemos) e a força elétrica pode ser atrativa, quando as interações ocorrem entre cargas de sinais opostos (positivo e negativo) e repulsiva, quando a ação ocorre entre cargas de mesmo sinal.
No caso dos átomos o núcleo é positivo devido aos prótons que tem a mesma carga que os elétrons, mas com sinal positivo. O núcleo atrai os elétrons fazendo que estes se mantenham circulando ao seu redor, de maneira semelhante que a Terra mantém a Lua girando em torno de si. Contudo, isso é apenas uma analogia, pois na escala atômica existem outros detalhes que são relevantes para o movimento dos elétrons.
O efeito da repulsão elétrica de cargas do mesmo sinal é muito importante em uma situação muito comum. Quando tocamos algum objeto com a ponta dos dedos, como a superfície de uma mesa, algo nos impede que a nossa mão a atravesse. Não conseguimos passar coisas através de objetos sólidos. O que nos impede de fazer isso?
A resposta a essa questão está relacionada com a ação da força entre as cargas elétricas. Se observássemos essa situação, em escala atômica, veríamos os elétrons dos átomos que existem nas pontas de nossos dedos serem repelidos pelos elétrons dos átomos da madeira que constituem a mesa. Quanto mais tentamos aproximar, maior a força de repulsão. Se formos fortes o suficiente quebramos a mesa (em escala atômica equivale e quebrar as ligações entre os átomos) mas não conseguiremos que dois átomos se toquem.
Existem muitos outros fenômenos presentes no nosso dia-a-dia que são governados pelas as interações entre os elétrons. As forças de atração e repulsão comandam a formação das estruturas moleculares. Para dois ou mais átomos se ligarem, formando uma molécula, é necessários que estes compartilhem os seus elétrons fazendo o que chamamos de ligação química. Neste caso, a diferente quantidade de elétrons existente em cada tipo de átomo determina como estes se ligam.
Os elétrons, pequenos mas poderosos, estão agindo em todos os momentos na mais diversas situações. O grande desafio é sempre encontrar novas maneiras de melhor utiliza-los. De fato, parece não haver limites para o poder dos elétrons.

terça-feira, 21 de dezembro de 2004

Artigos publicados no AOL

Estou postando aqui alguns textos publicados no AOL - Educação.
São textos de divulgação científica, basicamente discutindo Física, Astronomia e outras Ciências.
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