Atividade "Ciência e tecnologia: o que fazemos no ensino superior"

Decorreu, no passado dia dez de Abril, na Escola Secundária José Saramago, em Mafra, a atividade “Ciência e Tecnologia: o que fazemos no ensino superior”, dinamizada pelo Clube da Ciência da escola, que envolveu a Faculdade de Ciências de Lisboa, a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa e o Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. Esteve também patente, na biblioteca e átrio principal da escola, a exposição “Artesãos do Século XXI”, Projeto Ciência Viva, da Professora Clementina Teixeira, do Departamento de Engenharia Química e Biológica do Instituto Superior Técnico. As três instituições de ensino superior presentes montaram três stands, no átrio principal da escola, onde efetuaram a divulgação dos cursos que ministram bem como a distribuição de material relacionado com o tema da atividade. O Dr. Miguel Goncalves, da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, proferiu duas palestra, uma de manhã e outra à tarde, no auditório da escola, sobre a FCUL e os vários cursos ministrados por esta instituição de ensino superior. O Instituto Superior de Engenharia de Lisboa fez-se representar pelas Professoras Alexandra Costa, Elisabete Alegria e Sónia Martins que, para além da divulgação dos cursos ministrados no ISEL, apresentaram um conjunto de atividades experimentais que suscitaram o interesse de alunos e professores. A professora Clementina Teixeira proferiu, no auditório da escola, uma palestra sobre a exposição “Artesão do Século XXI”, dirigindo-se posteriormente à biblioteca onde conversou com os presentes e apresentou alguns dos muitos trabalhos expostos. Este foi o desafio lançado pela Professora Clementina Teixeira: “Quando a Ciência repousa o seu olhar inquiridor sobre o nosso artesanato, o que é que pode acontecer? Não é estranho que um investigador trabalhe ao mesmo tempo com microscópios, computadores, pipetas, lamelas de vidro, caixas de Petri, reagentes de química e, ao mesmo tempo joias, pratas, medalhas e moedas, selos, chouriços, pipocas, linhas de coser, fitas métricas e máquinas de costura? Se quer ter a resposta a estas provocações, visite a exposição “Artesãos do Século XXI…” Adaptado de Clementina Teixeira Agradecemos a todos os que colaboram com o Clube da Ciência nesta atividade a simpatia e disponibilidade que não podemos deixar de salientar.

Nanotecnologia

A nanotecnologia e o futuro

Investigadores transformam água do mar em água potável através de nanotecnologia

"Uma equipa de investigadores do MIT desenvolveu um dispositivo que consegue transformar pequenas quantidades de água do mar (salgada) em água potável. Graças à nanotecnologia este método é bastante mais simples do que os métodos de dessalinização habituais. O estudo está publicado na «Nature Nanotechnology»."

Fonte: http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=40983&op=all

Proteção catódica

Estados de oxidação

Projeto Radiação Ambiente

Resultados da experiência - Germinação de sementes de alpista irradiadas

Procedeu-se à plantação e germinação de sementes alpistas irradiadas a 0 Gy, 50 Gy, 120 Gy e 230 Gy, em tabuleiro separados.

Registo do crescimento da alpista ao fim de 4 semanas

Alpista 0 Gy












Alpista 50 Gy











                              

 Alpista 120 Gy












Alpista 230 Gy

Fez-se um estudo gráfico do cescimento das plantas em função da dose irradiada ao longo de 4 semanas, tendo-se verificado apenas crescimento das plantas na segunda semana:

CONCLUSÃO:

Verificou-se que as sementes irradiadas com 230 Gy não apresentavam qualquer germinação ao fim de 4 semanas. Tal situação pode-se justificar pelo facto de para as doses de radiação mais elevadas, as sementes podem sofrer alterações genéticas que impedem o seu crescimento e desenvolvimento. Ao longo das várias semanas observou-se um gradual crescimento das sementes, mais significativo para sementes irradiadas com pouca ou até nenhuma dose. Analisando os histogramas, conclui-se que houve um maior número de plantas germinadas e que atingiram também uma maior altura para uma dose de irradiação de 50 Gy, seguida logo pelas plantas irradiadas a 0 Gy.

Numa próxima atividade laboratorial propõe-se uma análise de plantas irradiadas a pequenos valores e dentro de um intervalo mais reduzido, como por exemplo, 0 Gy, 25 Gy, 50 Gy, 75 Gy, 100 Gy. Deste modo, analisar-se-ia qual a radiação que poenciaria mais o crescimento das plantas.

Resposta ao questionário:

1. As conclusões que se podem retirar da análise dos histogramas são que as sementes irradiadas a diferentes valores, apresentam diferentes crescimentos. Observa-se que quando as sementes são irradiadas a baixas doses apresentam uma maior percentagem de germinação e atingem uma maior altura.

2. O número de plantas que germinaram depende do valor da dose de radiação recebida, sendo a mais eficaz a de 50 Gy.

3. A dose adequada para a germinação de uma maior percentagem de plantas é a de 50 Gy, logo de seguida, a de 0 Gy. O mesmo se passou para as plantas que atingiram uma maior altura.

Ano Internacional da Química 2011 - Destilador solar 3

Trabalho realizado no âmbito do Ano Internacional da Química 2011

Trabalho realizado por:

Maria Carolina Machado 11ºA nº 10

Joana Sofia Silva 11ºA nº 6

DESTILADOR SOLAR

Registo dos resultados:

Experiência	Volume de água adicionada (mL)	Volume de água recolhida (mL)	% água purificada
Parte A – Primeiro destilador	100	5	5
Parte A – 2ª experiência com o 1º destilador	50	9	18
Parte A – 3ª experiência com o 1º destilador	50	14	28
Parte B – Novo destilador	50	28	58

Parte A

   1. Explicar o funcionamento do destilador.

O objetivo do destilador solar é destilar a água inicial, que continha corante alimentar e sal, obtendo, no final da destilação, água sem qualquer tipo de corante alimentar e sal.

A água, presente inicialmente na bacia, ao estar em contacto com a luz solar, que atravessa a película aderente, vai receber energia ocorrendo, assim, a evaporação. Seguidamente, o vapor de água condensa pois vai perder energia ao entrar em contacto com a película aderente que se encontra a uma temperatura inferior. Graças à presença da pedra sobre a película aderente a água vai “deslizar” pela película acabando por cair dentro do copo, previamente colocado no meio da bacia por baixo da região onde se encontra a pedra.

A evaporação é um processo em que ocorre a passagem da água do estado líquido para o estado gasoso, vapor de água, através do ganho de energia por parte da água. A evaporação ocorre mais rapidamente se as temperaturas forem mais elevadas pois recebem mais energia.

A condensação é um processo no qual ocorre a passagem da água no estado gasoso, vapor de água, para o estado líquido, ocorrendo, deste modo, a perda de energia por parte da água, que retorna ao estado líquido.

 Figura 1 – Primeiro destilador

2.      Descrever uma forma possível de fazer com que o destilador atinja melhor eficiência.

Uma forma para o destilador se tornar mais eficiente seria colocá-lo ao sol na hora de maior calor, a fim de conseguir captar o máximo de radiação possível para tornar mais eficaz o fenómeno de evaporação.

Um outro método que poderia melhorar a eficácia do destilador formado seria aumentar a superfície da bacia onde se coloca a água, a fim de uma maior quantidade de água estar em contacto com a luz solar. Podíamos também reduzir o volume de água adicionado como fizemos na 2ª experiência da parte A. Quanto maior fosse a área de água contida na bacia em contacto com a radiação solar mais rapidamente ocorria a evaporação.

Poderíamos ter utilizado, bacias de cores diferentes como preta, cinzenta ou branca a fim de observar as diferenças em relação aos processos de evaporação e condensação que, supostamente, deveriam ocorrem mais eficazmente com a bacia preta pois seria favorecida a absorção da radiação incidente na superfície da bacia (3ª experiência da parte A).

Podíamos, igualmente, ter colocado, de uma forma mais adequada, o papel aderente que envolvia a bacia a fim de, quando ocorresse a evaporação, o vapor de água não tivesse qualquer possibilidade de sair do interior da bacia e, dessa forma, termos melhores resultados.

Parte B

3. Elaborar a descrição de um destilador que possa funcionar melhor do que o que foi construído e utilizado na Parte A.

      Um novo destilador que pudesse funcionar melhor do que o que construímos na parte A deste projeto, seria um destilador no qual a evaporação e a condensação ocorressem em regiões separadas e não na mesma, como acontece no destilador da parte A. No destilador realizado na parte A, tanto a evaporação como a condensação ocorrem na mesma região, na bacia. Caso estes dois processos distintos ocorressem em zonas diferentes, provavelmente ocorreria uma destilação com mais eficiência.

      No novo destilador, a água com corante alimentar e sal é colocada numa bacia  (bacia 1) e evapora por ação da radiação solar que atravessa um plástico colocado sobre a bacia com uma determinada inclinação. A inclinação do plástico deve ser a adequada para que a água que condensa em contacto com o plástico, que se encontra a temperatura inferior, escorra de modo a cair num dos dois copos colocados nas extremidades exteriores da bacia em causa.

      Como poderia ocorrer a possibilidade de algumas das gotículas de água, obtidas após a condensação, não deslizarem para os copos laterais (devido à inclinação do plástico não ser a adequada), optou-se por colocar outra bacia (forma de pudim que suporta a bacia 1) por baixo da superfície que continha a água com corante e sal, acabando a água obtida por condensação, por ser recolhida ou nos copos laterais ou na segunda bacia.

Figura 2 – Segundo destilador

Ano Internacional da Química 2011 - Destilador solar 2

Trabalho realizado no âmbito do Ano Internacional da Química 2011

Trabalho realizado por:

Andrei Vodã 11ºA nº 1

Pedro Leonardo 11ºA nº 15

DESTILADOR SOLAR

Registo dos resultados:

Experiência	Volume de água adicionada (mL)	Volume de água recolhida (mL)	% água purificada
Parte A – Primeiro destilador	200	2	1
Parte A – Segundo destilador	200	12	6
Parte A – Terceiro destilador	100	7	7
Parte B – Primeiro destilador	200	16	8
Parte B – Segundo destilador	100	23	23

No segundo destilador da parte A, a variável que foi alterada foi a temperatura da água, sendo colocada no interior do destilador água quente previamente aquecida.

No terceiro destilador da parte A, a variável que foi alterada foi o volume inicial de água, sendo este reduzido para metade.

No segundo destilador da parte B, foram alteradas em simultâneo as variáveis da temperatura e do volume da água inicial, tendo sido a água previamente aquecida e o volume reduzido para metade.

Parte A

1.      Explicar o funcionamento do destilador.

O destilador foi construído com um balde com a abertura selada por um pedaço de um filme de papel transparente. No interior do balde foi colocado um copo, de maneira a recolher a água que evaporou para o filme de papel transparente e que, de seguida, condensou. O destilador utiliza as radiações solares para aquecer a água no seu interior. De seguida, a água começa a evaporar, ascende e fica retida no filme de papel transparente, condensado e ficando novamente no estado líquido. Como existe uma pedra no centro do filme de papel transparente para criar um declive, a água escorre até ao local mesmo por debaixo da pedra, forma-se uma gota e esta cai no copo. No decorrer do tempo, este processo vai ocorrendo e no final da experiência é possível recolher um determinado volume de água transparente (sem o efeito do corante) e sem sal. Por este motivo, pode dizer-se que a água foi "purificada", uma vez que a destilação permitiu que apenas a água evaporasse por esta ter um ponto de ebulição mais baixo, permanecendo no balde o sal e o corante alimentar.

2.      Descrever uma forma possível de fazer com que o destilador atinja melhor eficiência.

Para que o destilador tivesse uma maior eficiência, optou-se por diminuir o volume de água inicial que se coloca no destilador e por aquecer previamente a água, de forma a permitir uma maior facilidade na evaporação da mesma. Concluiu-se, através dos resultados obtidos, que ambas as variáveis influenciam positivamente o rendimento do destilador. 

Parte B

3. Elaborar a descrição de um destilador que possa funcionar melhor do que o que foi construído e utilizado na Parte A.

Material:

·        1 Balde preto;

·        Papel de alumínio;

·        Filme de papel transparente;

·        Placa de metal preta;

·        Copos de plástico;

·        2 Tijolos;

·        Proveta;

·        Cartão;

·        Água corada e salgada.

            Para a realização da Parte B da experiência, optou-se por acrescentar um conjunto de alterações ao destilador, de forma a melhorar o seu rendimento. Em primeiro lugar utilizou-se um balde de cor preta, pois absorve melhor a radiação, permitindo que o aquecimento seja mais eficaz. Em segundo lugar, forrou-se o interior do balde com papel de alumínio e colocou-se um suporte de cartão revestido por papel de alumínio ao lado do balde. O alumínio tem como função permitir que haja uma maior reflexão de raios solares para o interior do balde, possibilitando também um melhor aquecimento da água. Em terceiro lugar, utilizou-se uma placa de metal apoiada em dois tijolos para servir de suporte ao balde que, como tinha um buraco no fundo, necessitava de estar a uma certa altura para depois ser colocado um copo por debaixo do buraco do balde, e, assim, recolher a água destilada. A placa era também ela preta e de metal, para absorver a radiação solar e transferir, por condução, a radiação absorvida para o balde. O copo para a recolha da água destilada foi colocado num local exterior ao balde, pois quando o copo se encontra no interior, a água destilada que ele contém também está sujeita a ser destilada novamente, pois não está impedida de evaporar. Assim, quando o copo está no exterior, a água que ele contém está muito menos sujeita ao fenómeno de evaporação, o que torna o destilador mais eficiente.

4. Desenhar um diagrama do novo destilador, que esclareça a forma como funciona.

Nota: Durante a construção do novo destilador optou-se por substituir os dois tijolos por um suporte diferente do qual fazia parte o recipiente de recolha do destilado.

5. Fotografia do novo destilador:

Ano Internacional da Química 2011 - Destilador solar 1

Trabalho realizado no âmbito do Ano Internacional da Química

Trabalho realizado por:

Luís Silva 11ºA Nº 9

Nuno Silva 11ºA Nº 12.

DESTILADOR SOLAR

Registo dos resultados:

Experiência	Volume de água adicionada (mL)	Volume de água recolhida (mL)	% água purificada
Parte A – Primeiro destilador	180	5	2,78%
Parte B – Destilador melhorado	100	10	10%

Parte A

1.      Explicar o funcionamento do destilador.

Neste destilador solar, é utilizada a energia fornecida pela radiação solar para aumentar a energia cinética das partículas que constituem a água. Quando esta energia é suficiente, a água evapora (passa ao estado gasoso) e sobe, deixando para trás tudo o que nela estava dissolvido. Ao entrar em contacto com uma superfície a uma temperatura inferior (neste caso, a película aderente), a energia cinética das partículas que constituem a água é cedida às partículas que constituem a película aderente (uma vez que as partículas de água têm, nesse momento, mais energia), até se atingir equilíbrio térmico. Ao perder energia, a água condensa (volta ao estado líquido) e, devido à inclinação da película, escorre para o copo. Obtêm-se, assim, água purificada.

2.      Descrever uma forma possível de fazer com que o destilador atinja melhor eficiência.

• Maximizar a quantidade de radiação recebida pela água (utilizando, por exemplo, espelhos);
• Separar as zonas de evaporação, condensação, e recolha já que é favorável que estas tenham temperaturas diferentes;
• Isolar melhor o recipiente de modo a evitar a perda de vapor de água para o exterior;
• Aumentar o declive da película aderente para a água escorrer com mais facilidade;
• Utilizar água pré aquecida para poupar tempo.
• Utilizar uma quantidade reduzida de água.

Parte B

Medidas tomadas para tentar aumentar o rendimento do destilador:

• Separou-se a zona de evaporação da zona de recolha, utilizando uma forma de pudim (que tem um orifício no meio) como recipiente para a água impura. Graças à existência do orifício foi possível colocar o copo recetor em baixo da forma, permitindo a descida da água da zona de evaporação/condensação para a zona de recolha;
• Tentou-se isolar o balde da melhor forma;
• Aumentou-se o declive da película aderente;
• Utilizou-se água pré aquecida.

Figura 1 - Esquema do funcionamento do destilador melhorado

Figura 2 - Fotografia do destilador melhorado

Enigma: Refração

Código Morse

No início a comunicação por ondas eletromagnéticas processava-se em código Morse, desenvolvido por Samuel Morse em 1835.

Uma mensagem codificada em Morse pode ser transmitida de várias maneiras: por pulsos elétricos transmitidos por cabo; por ondas mecânicas (perturbações sonoras); por sinais visuais (luzes que acendem e apagam) ou por ondas eletromagnéticas (sinais de rádio).

No código Morse a cada caracter (letra, número ou sinal gráfico) corresponde um conjunto único de pontos e traços.

No vídeo seguinte pode ver e ouvir o código Morse.