Utilização da tabela periódica PTable para estudar configurações electrónicas e propriedades de elementos químicos

Já aqui falei por várias vezes na PTable, uma excelente tabela periódica interactiva. Desta vez recomendo a sua utilização para o estudo das configurações electrónicas (seleccione Orbital), bem como para o estudo de inúmeras propriedades dos elementos químicos (seleccione Propriedades), como o raio atómico e a primeira energia de ionização.

À medida que vai percorrendo com o ponteiro do rato os vários elementos, a distribuição vai sendo feita automaticamente, sendo possível seguir a aplicação do princípio de energia mínima, do princípio de exclusão de Pauli e da regra de Hund. Também considero muito bom o facto de mostrar a forma da orbital em que é colocado o último electrão, bem como os números quânticos que a caracterizam. Use e abuse desta ferramenta.

Clique na imagem para aceder à PTable.

Dimensão relativa de células, bactérias, vírus, moléculas e átomos

Esta excelente animação produzida pelo Genetic Science Learning Center da Universidade de Utah, mostra de uma forma muito bem conseguida a dimensão relativa de células, bactérias, vírus, moléculas e átomos. Permite realizar um zoom desde um grão de café até a um átomo de carbono.

Se tiver problemas em visualizar aqui no Átomo e meio a animação, visualize-a directamente no sítio original. Utilize o botão deslizante sob a animação para controlar o sentido do zoom. Recomendo um zoom lento de forma a captar toda a informação que vai surgindo. Chegado ao átomo, faça o caminho inverso.

Se sentir dificuldades na notação científica e na utilização de submúltiplos do metro, por baixo da animação está uma imagem que pode ser útil e sempre pode ler este post:  Notação científica, múltiplos, submúltiplos e seus prefixos e ainda operações com potências.

Estou certo de que gostará da viagem.

Despreze o atrito e a resistência do ar

Ausência de atrito e de resistência do ar (plenamente atingida no vácuo): é isto que vem dito em muitos exercícios de Física. Mas, e se um físico tivesse mesmo que se deparar com estas condições?

Do genial Randall Munroe (xkcd.com) Fonte.

Ensaios de chama

Os testes de chama têm por base o aquecimento de uma amostra sólida. Esta técnica é muito utilizada para identificar o ião positivo existente num sal puro. Os iões negativos, em geral, não interferem nesta análise (é conveniente que os sais a analisar sejam cloretos, pelo facto de serem mais voláteis).

Quando os sais são aquecidos, os electrões dos átomos podem ser excitados, ocorrendo então uma absorção de energia e os electrões transitam para níveis superiores de energia. Quando os electrões regressam ao estado fundamental, libertam energia sob a forma de radiação. É essa radiação que dá a coloração à chama que se vê no filme abaixo. Alguns elementos emitem radiação na região visível do espectro electromagnético, sendo possível, em alguns casos, identificar a presença desses elementos através da coloração que conferem à chama. Adaptado daqui.

Este processo de emissão de radiações por elemento explica fenómenos conhecidos como as diferentes colorações das auroras polares (austrais ou boreais) ou dos fogos de artifício.

O vídeo que se segue demonstra vários ensaios de chama. Autores do vídeo: Lília Peres, João Paiva e Carlos Melo. Fonte.

Este outro vídeo foi retirado do post Ensaios de chama, do blogue Vídeos para o Ensino da Física e da Química.

Átomo: Excelente documentário da BBC

Neste documentário em 3 partes, produzido pela BBC e emitido em 2007, o Professor Jim Al-Khalili conta-nos a história da maior descoberta científica de todos os tempos: a matéria é formada por átomos.

Átomo, é um documentário extraordinário e que considero de visionamento obrigatório por todos os que se interessam por ciência.

Disponibilizo aqui os três episódios, legendados em português europeu. Cada episódio está dividido em 6 partes.

• Episódio 1 – Choque de Titãs

O Professor Jim Al-Khalili conduz-nos desde a descoberta do átomo até ao desenvolvimento da mecânica quântica.

 

• Episódio 2 – A chave para o Cosmos

Este episódio aborda descobertas profundamente transformadoras como a radioactividade, a bomba atómica e o desenvolvimento da teoria do Big Bang. Também tenta responder à maior questão de todas: por que estamos aqui e como fomos feitos?

 

• Episódio 3 – A ilusão da Realidade

Al-Khalili fala-nos da possibilidade da existência de universos paralelos, em que existirão diferentes versões de cada um de nós, e de que, afinal, o espaço vazio pode não o ser.

Tenho a certeza que dará por muito bem empregue o tempo passado a ver este documentário. Depois diga-me o que achou.

Stellarium e Celestia: Dois excelentes recursos gratuitos para astronomia

Este artigo tem por base um outro publicado logo no início do blogue e que ficou algo esquecido. Como agora também existe uma versão portátil do Celestia, resolvi actualizá-lo desenterrá-lo (obrigado pela lembrança Mathias).

Estes dois softwares de astronomia são excelentes e gratuitos.

• Stellarium

O programa pode ser descarregado da página principal. Se pretender uma versão portátil (não necessita de instalação), pode encontrá-la aqui.

Aqui ficam algumas imagens.

• Celestia

Este programa tem um grande arquivo de extras, muitos dos quais especialmente dedicados ao ensino. Se pretender uma versão portátil (não necessita de instalação), pode encontrá-la aqui.

Aqui ficam algumas imagens.

Descarregue as versões portáteis, explore os dois programas e depois diga qual a sua opinião.

Ciência e Arte – 10: O centro da nossa galáxia

Créditos: NASA, ESA, SSC, CXC e STScI 

[Clique na imagem para vê-la em todo o seu esplendor]

A imagem anterior foi obtida combinando imagens provenientes do Telescópio Espacial Hubble (no infravermelho próximo), do Telescópio Espacial Spitzer (no infravermelho) e do Observatório de raios-X Chandra (na gama dos raios-X). Só desta forma foi possível criar esta espantosa imagem que nos mostra, com detalhe nunca antes visto, o centro da nossa galáxia.

São visíveis vastos campos estelares, bem como densos agrupamentos de estrelas, longos filamentos de poeiras e gás, a expansão de restos de supernovas, e aquilo que é, muito provavelmente, o buraco negro do centro da nossa galáxia (vídeo). O centro da galáxia encontra-se a cerca de 27 000 anos-luz da Terra.

1 ano-luz é o mesmo que 9 460 730 472 580,8 km ou, mais facilmente, 9,5x10¹² km (quase 10 milhões de milhões de quilómetros).

A imagem abaixo identifica algumas destas zonas e apresenta uma escala para que possamos ter a noção da vastidão que a imagem retrata.

Aceleração e variação de velocidade

Este vídeo já tinha sido publicado no post Aceleração: variar ou não a velocidade, eis a questão!. Resolvi fazer-lhe novamente referência e aproveitei para colocá-lo no canal do Átomo e meio no Youtube.

Este pequeno vídeo mostra-nos o que é a variação de velocidade e a aceleração de uma forma bastante interessante.

Com o carro parado, a aceleração que o lançador imprime faz com que a bola varie o valor da sua velocidade de 0 km/h para 100 km/h (27,8 m/s).

Com o carro a deslocar-se a 100 km/h num sentido, o lançador volta a imprimir a mesma aceleração na bola (que também se está a deslocar a 100 km/h), mas agora a aceleração opõe-se ao movimento - tem sentido contrário ao da velocidade. O resultado é o que se verifica no vídeo, o valor da velocidade da bola passa de –100 km/h (atenção ao sinal de menos) para 0 km/h e a bola fica momentaneamente suspensa, caindo na vertical. Mesmo no final do vídeo, as repetições em câmara lenta mostram bem o que acontece.

Conclusão: pensar em grandezas vectoriais tem mais que se lhe diga do que pensar em grandezas escalares. Dar a devida atenção à direcção e ao sentido é fundamental.

Estudo do movimento: Qual cai primeiro, uma bala disparada na horizontal ou uma bala largada da mesma altura?

Os apresentadores da popular série MythBusters do Discovery Channel propuseram-se verificar experimentalmente a resposta à questão com que todos os estudantes de Física já se depararam: Qual cairá primeiro, uma bala disparada horizontalmente ou uma bala largada da mesma altura?

Segundo Adam e Jamie, a experiência nunca antes tinha sido tentada com uma arma real.

Mais uma vez se comprova: se as condições iniciais do movimento na vertical forem as mesmas, o tempo de queda será idêntico.

Estudo do movimento: Lançamentos

Estes dois vídeos produzidos pelo MIT TechTV demonstram bem a importância de sermos capazes de pensar no movimento vertical e no movimento horizontal de forma independente.

No primeiro, intitulado Monkey and a Gun, um macaco de peluche é suspenso por um electroíman, a uma certa distância e a uma certa altura. Uma bola de golfe é apontada directamente para o macaco e, quando disparada, corta a corrente no electroíman, provocando a queda do macaco. Desta forma, o macaco inicia a queda no mesmo instante em que a bola é disparada. O que acontecerá? (Aviso: Nenhum animal foi maltratado na realização deste filme)

É muito provável que quem estiver menos familiarizado com as leis da Física responda que o macaco se livra de ser atingido. No entanto, quem tiver alguns conhecimentos de Física por certo responderá que o macaco e a bola se encontram. É isto mesmo que sucede.

Intuitivamente poderíamos ser levados a pensar que a bola passaria sobre a cabeça do macaco visto a elevada velocidade com que foi disparada. Contudo, a gravidade afecta ambos os corpos da mesma forma e acelera-os igualmente para baixo, o que faz com que o macaco e a bola se encontrem. Não adianta disparar a bola com maior velocidade. Isso apenas faria com que se encontrassem a uma altura maior.

Neste segundo vídeo, intitulado Relative Motion Gun, vemos uma bola a ser lançada verticalmente de um carro em movimento. O que acontecerá?

Mais uma vez a Física dá-nos a resposta: como a bola foi lançada com o carro em movimento, os dois têm a mesma velocidade horizontal e, quando cair, os dois encontrar-se-ão. Não importa a velocidade vertical com que é lançada. Isso apenas afectará a altura que atingirá e o tempo que permanecerá no ar. Como as velocidades horizontais de ambos são idênticas, durante esse tempo deslocar-se-ão a mesmíssima distância horizontal. O carro não pode escapar.