Debaixo do capô: a química das viaturas — Cynthia Chubbuck
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0:09 - 0:12Há hoje no mundo inteiro
mais de mil milhões de carros, -
0:12 - 0:14que levam as pessoas
onde elas precisam de ir, -
0:14 - 0:16mas os carros não são apenas
um meio de transporte, -
0:16 - 0:19também são uma lição de química
à espera de ser ensinada. -
0:19 - 0:22O processo de pôr o carro em marcha
começa nos cilindros do motor, -
0:22 - 0:25onde um jato de gasolina
do injetor de combustível -
0:25 - 0:27e um pouco de ar da válvula de admissão
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0:27 - 0:30misturados, antes da ignição
por uma faísca, -
0:30 - 0:33formam gases que se expandem
e empurram o pistão. -
0:33 - 0:37Mas a combustão é uma reação
exotérmica, ou seja, liberta calor. -
0:37 - 0:39Muito calor.
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0:39 - 0:41Embora grande parte deste calor
saia pelo tubo de escape, -
0:41 - 0:43o calor que resta no motor,
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0:43 - 0:46precisa de ser absorvido,
transportado e dissipado -
0:46 - 0:50para proteger os componentes de metal
contra a deformação ou mesmo a fusão. -
0:50 - 0:52É aqui que entra
o sistema de arrefecimento. -
0:52 - 0:54Há um líquido a circular
através do motor -
0:54 - 0:57mas que tipo de líquido
pode absorver todo esse calor? -
0:57 - 0:59A água pode parecer
a primeira escolha óbvia. -
0:59 - 1:01Afinal, o calor específico,
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1:01 - 1:04a quantidade de energia exigida
para aumentar a temperatura -
1:04 - 1:06de uma determinada quantidade
num grau Celsius -
1:06 - 1:08é mais alta do que qualquer
outra substância vulgar. -
1:09 - 1:11E temos muita energia calórica a absorver.
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1:11 - 1:13Mas o uso da água
pode meter-nos em grandes sarilhos, -
1:13 - 1:17porque o ponto de congelação
é de zero graus Celsius. -
1:17 - 1:19Como a água se dilata
quando congela, -
1:19 - 1:21um inverno frio pode significar
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1:21 - 1:23um radiador rachado
e um motor danificado, -
1:23 - 1:24uma perspetiva arrepiante.
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1:24 - 1:27Considerando o calor
que os motores dos carros atingem -
1:27 - 1:30o relativamente baixo ponto de ebulição
de 100 graus Celsius -
1:30 - 1:33pode levar a uma situação
que queimaria qualquer um. -
1:33 - 1:36Portanto, em vez de água,
usamos uma solução, -
1:36 - 1:39uma mistura homogénea
formada por um soluto e um solvente. -
1:40 - 1:44Algumas das propriedades das soluções
variam consoante a proporção do soluto. -
1:45 - 1:48Chamam-se propriedades coligativas
e, por sorte, incluem -
1:48 - 1:51a redução do ponto de congelação
e o aumento do ponto de ebulição. -
1:52 - 1:54Assim, as soluções têm um ponto
de congelação mais baixo -
1:54 - 1:57e um ponto de ebulição mais alto
do que um solvente puro. -
1:57 - 2:00Quanto maior for a quantidade do soluto,
maior será a diferença. -
2:01 - 2:02Porque é que estas propriedades mudam?
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2:03 - 2:05Primeiro, é preciso perceber
que a temperatura é uma medida -
2:05 - 2:07da energia cinética média da partícula.
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2:07 - 2:10Quanto mais frio estiver o líquido,
menos energia desta haverá -
2:10 - 2:12e mais devagar se movem as partículas.
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2:13 - 2:15Quando um líquido congela,
as moléculas abrandam -
2:15 - 2:18o suficiente para as forças
atrativas atuarem umas sobre as outras, -
2:18 - 2:20organizando-se numa estrutura de cristal.
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2:20 - 2:24Mas a presença de partículas do soluto
mete-se no meio destas atrações, -
2:24 - 2:26exigindo uma solução para serem
ainda mais arrefecidas, -
2:26 - 2:28antes de esses arranjos poderem ocorrer.
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2:28 - 2:31Quanto ao ponto de ebulição,
quando um líquido ferve -
2:31 - 2:33produz bolhas cheias de vapor,
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2:33 - 2:37mas, para se formar uma bolha,
a pressão do vapor tem que ser tão forte -
2:37 - 2:40como a da atmosfera que está sempre
a pressionar a superfície do líquido. -
2:41 - 2:43À medida que o líquido é aquecido,
a pressão do vapor aumenta -
2:43 - 2:46e, quando fica igual
à pressão atmosférica, -
2:46 - 2:48formam-se as bolhas e ocorre a ebulição.
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2:48 - 2:52A pressão do vapor de uma solução
é mais baixa do que a de um solvente puro, -
2:52 - 2:55por isso tem que ser aquecido
a uma temperatura mais alta, -
2:55 - 2:57antes de poder igualar
a força da atmosfera. -
2:57 - 2:59Como um bónus acrescido,
a pressão no radiador -
2:59 - 3:02mantém-se acima da pressão atmosférica,
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3:02 - 3:05aumentando o ponto de ebulição
com mais 25 graus Celsius. -
3:05 - 3:08A solução vulgarmente usada
para o sistema de arrefecimento dum carro -
3:08 - 3:11é uma mistura 50/50
de etilenoglicol e água. -
3:11 - 3:17que congela a -37 graus Celsius
e ferve a 106 graus Celsius. -
3:18 - 3:21Na proporção muito recomendada
de 70 para 30, -
3:21 - 3:25o pinto de congelação
ainda é mais baixo, a -55 graus Celsius -
3:25 - 3:29e o ponto de ebulição aumenta
para 113 graus Celsius. -
3:29 - 3:31Como veem, quanto mais
etilenoglicol juntarmos, -
3:32 - 3:33maior proteção obtemos.
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3:33 - 3:35Então, porque não aumentamos
ainda mais? -
3:35 - 3:37Acontece que não podemos ter
demasiado de uma coisa boa -
3:37 - 3:39porque em proporções mais altas,
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3:39 - 3:42o ponto de congelamento
começa a andar para trás. -
3:42 - 3:43As propriedades da solução
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3:43 - 3:46começam a aproximar-se
das propriedades do etilenoglicol, -
3:46 - 3:48que congela a -12,9 graus Celsius,
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3:48 - 3:51uma temperatura mais alta
do que atingida por aquela solução. -
3:52 - 3:55A solução flui através do motor,
absorvendo o calor pelo caminho. -
3:55 - 3:58Quando atinge o radiador,
é arrefecido por uma ventoinha, -
3:58 - 4:00assim como pelo ar que entra
pela frente do carro -
4:00 - 4:03antes de regressar ao compartimento
do motor quente. -
4:03 - 4:05Portanto, um líquido
de arrefecimento do motor -
4:05 - 4:07tem que ter um alto calor específico,
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4:07 - 4:10um ponto de congelação rápido
e um ponto de ebulição alto. -
4:10 - 4:13Mas, em vez de procurar
pelo mundo inteiro o líquido perfeito -
4:13 - 4:14para resolver esse problema,
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4:14 - 4:16podemos criar a nossa solução.
- Title:
- Debaixo do capô: a química das viaturas — Cynthia Chubbuck
- Description:
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Vejam a lição completa em: http://ed.ted.com/lessons/under-the-hood-the-chemistry-of-cars-cynthia-chubbuck
Há mais de mil milhões de carros no mundo neste momento, para transportar pessoas do ponto A para o ponto B. Mas os carros não são apenas um meio de transporte; também nos dão uma excelente lição de química. Cynthia Chubbuck navega pela química complexa que os motores dos carros sofrem e que os protegem de demasiado calor e de demasiado frio.
Lição de Cynthia Chubbuck, animação de FOX Animation Domination High-Def.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:34
Margarida Ferreira approved Portuguese subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | ||
Margarida Ferreira edited Portuguese subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | ||
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Mafalda Ferreira edited Portuguese subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | ||
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