Penso, logo questiono. Porque acontecem as coisas?

7 de Junho de 2020 / 0 comentários

Penso, logo questiono. Porque acontecem as coisas?

Publicado por Joaquim Forte

Informação de Informação Geral | Tags : Ciência, Curtir Ciência, Curtir Ciência em Casa, O Porquê das Coisas, Questões

Porque é que as folhas das árvores mudam de cor? Porque é que os alimentos cozem mais rápido na panela de pressão
Não faltam questões aparentemente simples, com que nos deparamos no nosso quotidiano, mas às quais nem sempre sabemos dar uma resposta fundamentada na Ciência.

Por Ana Francisca Mota

No nosso quotidiano várias são as situações onde nos deparamos com vidros embaciados. Das janelas de nossas casas ao para-brisas do carro, são várias as situações quotidianas em que a visibilidade é perturbada por este fenómeno. Hoje vamos tentar perceber por que é que os vidros embaciam.

Este fenómeno acontece com mais frequência quando as temperaturas exteriores são mais reduzidas. Nestes dias, temos tendência a refugiarmo-nos em ambientes mais fechados, como a casa ou o carro, onde a circulação de ar é reduzida, o que faz com que a temperatura desses locais aumente.

Ao expirarmos estamos a libertar vapor de água que, quando encontra uma superfície fria, como o vidro de uma janela, vai condensar. Ao condensar a água passa do estado gasoso para o estado líquido e forma pequenas gotas de água que fazem com que o vidro fique embaciado.

O mesmo fenómeno pode ser observado no espelho da casa de banho após um duche relaxante, devido à condensação do vapor de água libertado pela água quente.

Referências (consultadas a 8 de junho)

O corpo humano é uma caixinha de surpresas. Diariamente, vários movimentos involuntários são efetuados para que possamos crescer/viver saudáveis. As piscadelas de olhos são um desses movimentos que, na maioria das vezes, fazemos de forma involuntária. Mas porque é que será importante piscarmos os olhos? É o que vamos tentar perceber.

Quando piscamos o olho, a glândula lacrimal é estimulada, o que por sua vez desencadeia a produção de lágrimas. As lágrimas são muito importantes para o nosso globo ocular, pois são as responsáveis por o manterem lubrificado. Ao piscarmos o olho ao longo de dia fazemos com que a lágrima seja espalhada pela córnea limpando-a e nutrindo-a. Piscar o olho também é um importante mecanismo de defesa do nosso olho, pois a nossa tendência natural quando detetamos um objeto estranho a aproximar-se do nosso olho é fechá-lo, para assim o proteger.

Ao longo de um minuto piscamos, em média, 20 vezes os nossos olhos. Quando não o fazemos o nosso olho começa a arder devido à falta de líquido que apresenta. Por isso, é muito importante piscarmos os olhos para assim o mantermos o mais lubrificados possível.

Referências (consultadas a 8 de junho)

As condições climáticas variam de dia para dia. No mesmo dia podemos contemplar estados temporais diferentes: lindos dias de sol e céu limpo que dão lugar a finais de dia escuros e nublados com nuvens cinzentas que indicam chuva. Mas porque será que as nuvens de chuva são mais escuras? É o que vamos tentar entender.

As nuvens formam-se devido a movimentos verticais de ar que ocorrem na atmosfera terrestre. A água presente na superfície terrestre sofre evaporação. Este vapor vai subindo pela atmosfera, com o aumento da altitude a temperatura vai diminuindo, o que leva à condensação do vapor formando as nuvens. Estas são compostas por vapor de água, cristais de gelo e outras substâncias nos estados sólido, líquido e gasoso. As gotas de água resultantes da condensação do vapor de água vão-se aglomerando, e quando atingem uma boa dimensão, devido à ação da gravidade caem sob a forma de chuva.

A quantidade de gotas de água e cristais de gelo de uma nuvem ditam a sua espessura, que pode mesmo ter quilómetros de extensão. Quanto maior a quantidade de gostas de água numa nuvem, mais densa esta vai ser, o que faz com que os raios solares tenham dificuldade em passar através dela. Assim, as partículas da parte inferior da nuvem vão receber pouca luz, o que faz com que observadas da superfície terrestre sejam cinzentas. Em paralelo, devido ao aumento da quantidade de água na nuvem, há um aumento na absorção da luz, fazendo com que diminua a sua dispersão. Por isso, deixamos de ver as nuvens brancas e passamos a vê-las cinzento-escuro.

Referências (consultadas a 8 de junho)

Estamos em 2020, e como sabemos é um daqueles anos em que o calendário ganha um dia no mês de fevereiro. É um ano bissexto.

Mas já alguma vez pensaram como é que apareceram estes anos bissextos?

A explicação é simples: basta juntar astronomia e matemática:

Sabemos que o nosso planeta, a Terra, demora 365.2422 dias a realizar o movimento de translação – em torno do sol.

Foi então decidido que o ano comum seria constituído por 365 dias.

A parte decimal, 0.2422 dias, corresponde aproximadamente a 6 horas (para ser preciso, 5 horas, 48 minutos e 45 segundos).

1 dia — 24 horas

0.2422 dia — 5.8 horas

Após 4 anos somamos as 5.8h, obtendo mais um dia – 29 de Fevereiro. E assim apareceram os anos bissextos com 366 dias.

Mas como as contas não dão valores exatos, e para alinhar o ano com as estações, em 1582, o Papa Gregório XIII estabeleceu três regras:

O ano bissexto tem que ser divisível por 4.
No entanto, se o ano for divisível por 100 deixa de ser bissexto.

Exemplos: 1800, 1900, 2100, … não são bissextos;

Se o ano for divisível por 400 é ano bissexto.

Exemplos: 2000, 2400, … são anos bissextos.

Atualmente ainda usamos este calendário Gregoniano.

Um pouco de história

O primeiro ano bissexto foi implementado em 46 a.C., por Júlio César. Mas a forma como o fez acabou por resultar em 10 dias a mais em meados da década de 1570.

Referências

https://www.matematica.pt/faq/ano-bissexto.php (consultado a a 2 de Junho de 2020)
https://www.timeanddate.com/date/leapyear.html (consultado a a 2 de Junho de 2020)

Desde pequenos que o espaço e todos os seus mistérios nos fascinam. Quase todos já quisemos ser astronautas e poder pisar a Lua. O nosso satélite natural tem muita influência na Terra, e também altera o peso dos astronautas que o visitam. Mas porque será que o peso varia? É o que vamos tentar perceber.

Para conseguirmos entender esta variação temos de perceber que peso e massa são conceitos diferentes, usados muitas vezes erradamente como sinónimos.

O planeta Terra puxa todos os objetos que estão perto de si para o seu centro, para tal aplica sobre eles uma força de cima para baixo à qual podemos chamar peso, ou força gravítica. O valor desta força pode ser calculado multiplicando a massa do objeto pelo valor da aceleração da gravidade. Assim, dependendo da aceleração da gravidade do local onde estamos o nosso peso pode variar. Por seu lado, a massa de um corpo não varia com a posição espacial do mesmo, visto depender da quantidade de matéria que o corpo possui.

Assim considerando as diferenças de aceleração da gravidade existentes entre a Terra e a Lua, na Terra é 9,81 m/s² e na Lua é 1,67 m/s², temos pesos diferentes. Contudo, visualmente temos a mesma estrutura corporal visto a nossa massa se manter exatamente a mesma.

Referências (consultadas a 2 de junho)

No nosso quotidiano passamos por vários estados de humor. Ao longo de um dia podemos estar alegres, amuados e até mesmo tristes. Em quase todos os estados emocionais a solução para ficarmos mais bem-dispostos é o sorriso. Será que rir é mesmo o melhor remédio? É o que vamos tentar descobrir.

Quando sorrimos desencadeamos várias reações no nosso organismo que podem ser benéficas para a nossa saúde. A movimentação dos músculos faciais aquando do sorriso faz com que os nervos da face enviem “mensagens” ao cérebro. Quando o cérebro recebe estes estímulos vai proceder à libertação de dopamina, endorfinas e serotonina. Todos estes mensageiros desempenham várias funções no nosso organismo.

As endorfinas são consideradas por muitos o analgésico natural do nosso organismo, permitindo uma redução na dor e induzindo uma sensação de bem-estar, semelhante à morfina.

A molécula da felicidade, como também é conhecida a serotonina, é um neurotransmissor muito importante. Ela interfere em vários aspetos do nosso quotidiano, ajudando o nosso corpo a regular o humor, o apetite, a temperatura corporal, entre outros. O desequilíbrio na produção deste neurotransmissor pode levar ao aparecimento de patologias como a ansiedade ou a depressão, por isso é importante sorrir para desencadear a sua produção. Tal como a serotonina, a dopamina também e um neurotransmissor que influencia o nosso humor, as nossas emoções e a nossa atenção.

Assim, no ato biológico do sorriso estamos a ajudar o nosso organismo através da diminuição do stresse, pela redução dos níveis de cortisol (hormona associada ao stresse), do combate à depressão, bem como através de melhorias nos sistemas gastrointestinal e cardiovascular. Por isso, podemos concluir que rir é de facto um ótimo remédio.

Referências (consultadas a 2 de junho)

Com a chegada das estações mais quentes temos tendência a aumentar o nosso contacto com a natureza, em particular com passeios ao ar livre. Por vezes, nestes passeios damo-nos conta de pequenos pontos de luz a pairar.

O que será?

Podem ser os pirilampos. Estes insetos pertencentes à ordem Coleoptera, têm a capacidade de emitir luz. Ao longo do texto vamos perceber porque conseguem estes seres vivos brilhar.

O pirilampo passa por um processo de metamorfose em que a larva dá lugar ao pirilampo adulto. Na idade adulta o corpo do pirilampo é composto por três segmentos: cabeça, tórax e abdómen. Integra também três pares de patas e um par de antenas, sendo ainda possível encontrar alguns espécimes com asas.

Na extremidade abdominal dos pirilampos ocorre um processo bioquímico que faz com que estes insetos sejam especiais – a bioluminescência. Este fenómeno ocorre em células presentes no pirilampo que são especializadas em emissão de luz, os fotócitos, e consiste na oxidação da luciferina. Ou seja, nestas células ocorre uma reação catalisada pela enzima luciferase. A luciferina reage com o oxigénio levando à produção de oxiluciferina e à libertação de luz. Esta reação é bastante eficaz uma vez que a maioria da energia envolvida é libertada sob a forma de luz, e apenas uma pequena percentagem sob a forma de calor, fazendo com que a luz emitida pelos pirilampos seja considerada uma luz fria.

Este bonito efeito visual que podemos observar na natureza é usado pelos pirilampos como forma de proteção e como ritual de acasalamento

A Terra, terceiro planeta do Sistema Solar, não está parada no Universo efetuando, diariamente, dois movimentos: de translação (movimento que a Terra realiza à volta do Sol) e rotação (movimento que a Terra realiza sobre si própria). Mas como é que nós, seres humanos que habitámos o planeta, não sentimos estes movimentos? É o que vamos tentar explicar.

O planeta Terra desde há milhões de anos que se movimenta na mesma direção e a uma velocidade constante de cerca de 1670 km/h, por isso não conseguimos sentir o seu movimento. Este fenómeno pode ser explicado com a 1ª Lei de Newton ou Lei da Inércia que nos diz que todos os corpos permanecem parados ou em movimento retilíneo uniforme a menos que seja aplicada sobre eles uma força.

Assim, como em toda a nossa existência a Terra se movimentou sempre com a mesma velocidade e direção não conseguimos perceber esse movimento. Contudo, se de um momento para o outro a Terra parasse de girar, iria haver uma alteração na aceleração, o que por sua vez mudaria a força, e assim a alteração do movimento seria percetível para todos os habitantes terrestres.

Referências (consultadas a 27 de maio)

A luz do Sol chega até ao nosso planeta diariamente e, seja num dia nublado ao solarengo, todos gostámos de dar um passeio ao ar livre. Contudo, desde muito novos somos aconselhados a ter cuidado com a nossa exposição solar.

Vamos tentar perceber os benefícios que apanhar algum Sol pode trazer ao nosso organismo.

O corpo humano é formado por um conjunto de sistemas de órgãos e para termos um organismo saudável necessitamos da ajuda de alguns compostos orgânicos que podem ou não ser produzidos no nosso organismo. As vitaminas, por exemplo, desempenham um papel essencial no nosso metabolismo, sendo por isso muito importantes para a manutenção do nosso corpo. Estes compostos orgânicos não são, na sua maioria, sintetizados no nosso organismo o que faz com que seja essencial consumir alimentos ricos em vitaminas. Contudo, há uma vitamina que pode ser sintetizada no nosso organismo com a ajuda do Sol, a vitamina D.

A vitamina D pode ser obtida através da ingestão de peixes gordos e óleos de peixe, bem como através da exposição solar. Quando fazemos uma exposição solar moderada, na nossa pele ocorre a produção de vitamina D que é posteriormente ativada no fígado e rins. Esta vitamina é importante para a manutenção dos sistemas muscular e esquelético, sendo também fulcral para a distribuição celular de cálcio.

Assim, défices de vitamina D podem levar a problemas de raquitismo (em crianças), baixa densidade óssea, depressão e maior risco de desenvolver doenças degenerativas e cardiovasculares. Por isso, a exposição solar de 15 a 20 minutos diários ser tão importante.

Referências (consultadas a 27 de maio)

Todos os anos as nossas aldeias, vilas e cidades são palco de festas que, quase sem exceção, terminam com um bonito e impactante espetáculo de fogo-de-artifício. Mas o que é que torna este espetáculo tão explosivo e colorido? A ciência pode explicar…

O fogo-de-artifício ocorre devido à combinação de alguns materiais, que por norma se encontram dentro de um tubo de papel, sendo estes materiais a pólvora, o combustível, o agente oxidante, o agente aglutinante e um composto metálico. Cada um destes constituintes tem a sua função, para que o espetáculo pirotécnico decorra.

No desenrolar da explosão o combustível e o oxidante reagem entre si, levando à libertação de calor e de materiais gasosos. Isso faz com que se forme a onda de choque que nos permite ouvir o som da explosão. A absorção da energia, libertada sob a forma de calor, faz com que os eletrões dos átomos metálicos se reorganizem em níveis de energia mais elevados. Quando os eletrões voltam ao estado fundamental, vão libertar a energia absorvida, desta feita sob a forma de radiação visível, permitindo-nos observar uma cor.

A cor observada depende do sal metálico que estamos a usar, sendo que para obter vermelho usam-se sais de estrôncio ou lítio, para laranja usam-se sais de cálcio, para cor azul sais de cobre, para verde sais de bário e para branco sais de alumínio ou magnésio.

Para que o espetáculo pirotécnico decorra sem incidentes é importante haver um rigoroso controlo da estabilidade de cada um dos elementos químicos utilizados.

Referências (consultadas a 21 de maio)

O corpo humano é um organismo formado por vários sistemas de órgãos que, quando em sintonia uns com os outros, nos permitem ter uma vida saudável. Porém, às vezes a espontaneidade de algumas expressões do nosso corpo deixam-nos embaraçados. Quem é que nunca ficou corado por sentir vergonha de uma situação? É o mecanismo por trás desta ação do nosso corpo que vamos tentar compreender.

No nosso dia-a-dia, quando estamos perante uma situação desconfortável ou perigosa, o sistema nervoso simpático responde levando à libertação de adrenalina. Esta hormona desencadeia algumas reações no nosso organismo, tais como, aceleração dos batimentos cardíacos e do ritmo respiratório, diminuição do processo digestivo e dilatação dos vasos sanguíneos.

Ao ocorrer a dilatação dos vasos sanguíneos, para além de melhorar o fluxo de nutrientes e oxigénio, ocorre também a aproximação dos vasos à pele, originando assim o tom rosado típico de quando estamos envergonhados.

Assim, esta característica que pode ser encarada socialmente com uma atitude sincera é uma resposta involuntária e incontrolável levada a cabo pelo nosso sistema nervoso simpático.

Referências (consultadas a 20 de maio)

No decorrer da nossa vida já tivemos dias ensolarados e tempestuosos. Quando o céu está limpo e podemos contemplar a sua beleza, com toda a certeza que reparamos na sua deslumbrante cor, o azul. Mas de todas as cores que existem porque será que o céu é azul? É o que vamos tentar descobrir…

A luz do sol, que chega até nós através da propagação de ondas eletromagnéticas, parece-nos ter uma tonalidade branca. Se, contudo, analisarmos o espetro eletromagnético na gama da luz visível (luz que conseguimos ver), vamos constatar que a luz do sol é composta por várias cores. Consoante o comprimento de onda podemos observar uma tonalidade diferente, tendo o vermelho um comprimento de onda maior, e a gama dos azul-violeta um comprimento de onda menor.

Assim sendo, quando a luz do sol alcança a atmosfera terrestre vai-se dispersar entre as moléculas de gás que aí se encontram até alcançar o nosso olho; a este efeito chamamos dispersão de Rayleigh. As moléculas presentes na atmosfera têm tamanho reduzido, e por isso vão-se dispersar melhor as ondas com comprimentos menores. Assim os azuis e violetas dispersam-se de forma mais intensa na atmosfera.

Deste modo, ao ser melhor espalhado em toda a atmosfera, o azul é a cor refletida que chega até aos nossos olhos. Por isso é que vemos o céu azul.

Referências (consultadas a 19 de maio)

A cebola, ou cientificamente falando a Allium cepa, é um alimento comumente usado na nossa alimentação. Todos os dias mesmo sem nos apercebermos ela faz parte das nossas refeições, e pode ser ingerida de várias formas, crua, cozida, frita,… Mas quase sempre ao descascá-la começamos a chorar, porque será que isso acontece?

Ao cortarmos a cebola, estamos a destruir as células vegetais existentes neste alimento, o que leva à libertação de enzimas e compostos ricos em enxofre. Estes reagem entre si e originam o gás sulfénico, este é um gás volátil e instável, o que faz com que se espalhe facilmente e consiga alcançar os nossos olhos. Uma vez nos olhos, devido à água existente o gás transforma-se em ácido o que causa uma irritação ocular. Como mecanismo de defesa, as glândulas lacrimais são estimuladas a produzir lágrimas para remover do globo ocular o ácido.

Assim, para não chorar quando cortamos uma cebola devemos evitar que o gás sulfénico alcance o nosso globo ocular.

Referências (consultadas a 14 de maio)

No decorrer da nossa vida já tivemos a oportunidade de visualizar formigas. E com certeza reparamos que estas têm uma maneira peculiar de se deslocar em grupo; por norma fazem-no em “fila indiana”. Mas porque será que o fazem dessa maneira?

As formigas são insetos muito organizados e trabalhadores. Quando uma formiga encontra alimento fica feliz, o que faz com que o seu corpo liberte feromonas. Estas substâncias químicas produzidas pela formiga vão-se espalhar pelo ar até serem detetadas pelas antenas de outras formigas. Ao reconhecerem as feromonas, as formigas recebem um estímulo que lhes indica a proximidade de alimento.

Assim, as formigas vão seguir o rasto de feromonas, percorrendo todas exatamente o mesmo caminho, por isso tipicamente andam em “fila indiana”, umas atrás das outras.

Referências (consultadas a 13 de maio)

No verão, ir à praia e dar um mergulho no mar é um dos programas preferidos de crianças e adultos. Com as ondas a baterem no nosso corpo e os mergulhos atrapalhados que fazemos, todos acabamos a beber alguma água do mar. E esta água é diferente… é salgada. O que será que faz com que a água do mar tenha este gosto? É o que vamos explorar hoje.

A água do mar, ao entrar em contacto com as rochas das arribas e com a areia, provoca o seu desgaste. Esta erosão causada pela água faz com sejam libertados os sais minerais presentes nas rochas, que se diluem na água do mar tornando-a salgada. Contudo, a principal responsável pelo teor em sal da água do mar é a água proveniente dos rios.

A água dos rios não é salgada, mas como percorre uma grande distância até chegar à foz, é responsável pela erosão de muitas rochas o que faz aumentar o seu teor em sais minerais. Quando chega à foz, o rio mistura-se com o mar e todos os sais dissolvidos na água ficam depositados no oceano.

Com o calor, a água presente no oceano evapora, mas os sais nela dissolvidos não. Por isso, estima-se que, atualmente o mar contenha cerca de 50 trilhões de toneladas de sal, das quais aproximadamente 85% é cloreto de sódio, o nosso sal da cozinha.

Referências (consultadas a 12 de maio)

No nosso quotidiano utilizamos vários utensílios que nos facilitam algumas tarefas. Quando queremos cozinhar algum alimento mais rápido, por norma, recorremos à panela de pressão, mas porque é que esta panela acelera a cozedura dos alimentos?

Para conseguirmos entender o funcionamento da panela de pressão primeiro temos de tentar compreender a relação existente entre o ponto de ebulição e a pressão. O ponto de ebulição de uma substância é a temperatura à qual há passagem do estado líquido para o estado gasoso. Considerando que ao nível do mar, a pressão atmosférica é de 1 atm, a água atinge o seu ponto de ebulição aos 100˚C. Contudo, num local com uma altitude superior, onde a pressão atmosférica seja mais baixa, a temperatura de ebulição da água também desce. Assim, podemos concluir que a pressão é diretamente proporcional à temperatura de ebulição.

Foi através deste conceito que se criou a panela de pressão. Nesta panela, à medida que a água aquece transforma-se em vapor, porém como este não consegue sair da panela fica acumulado dentro da mesma. Assim, há um aumento da pressão, que pode chegar aos 2 atm; ao aumentar a pressão há um aumento da temperatura de ebulição da água para aproximadamente 120˚C. Deste modo, os alimentos estão em contacto com a água cerca de 20˚C mais quente, o que lhes permite ficarem cozinhados num menor período de tempo.

Referências (consultadas a 7 de maio)

Muitos de nós gostam de saborear pipocas quando vamos ao cinema. Mas já alguma vez se questionaram sobre isto: porque é que um grão de milho se transforma na saborosa pipoca que comemos?

São os processos físicos inerentes à transformação do milho em pipoca que vamos abordar.

De todas as espécies de milho existentes no mercado, a mais comumente usada no fabrico de pipocas é a Zea mays everta. Esta espécie é boa para o fabrico de pipocas, pois cerca de 15% da sua composição é água e a sua camada externa é mais dura que a de outras espécies.

Ao colocar o milho em contacto com a fonte de calor, a temperatura da água presente no seu interior aumenta até atingir o ponto de ebulição, temperatura em que a água passa do estado líquido para o estado gasoso. O aumento da temperatura provoca também alterações no amido presente no grão, fazendo com que este aumente de tamanho. A pressão exercida pelo vapor de água e pelo amido na película externa do milho é muito grande, e consegue romper a forte camada que reveste o grão, dando assim origem à pipoca.

Quando chega o outono, as folhas das árvores apresentam uma tonalidade diferente. A cor verde que revestia a planta dá lugar a folhas de cor amarela, laranja, vermelha ou até mesmo castanha. Mas porque será que ocorre este fenómeno? Vamos começar por perceber porque é que as folhas são verdes.

A clorofila é uma molécula presente nos cloroplastos das folhas que absorve a luz do sol na zona do azul e do vermelho, fazendo com que seja emitida a cor verde. Como a clorofila não é uma molécula estável, é necessária a sua contínua produção por parte da planta. Para sintetizar clorofila, para além de sais minerais, a planta necessita de luz solar e calor.

Com a chegada do outono, os dias ficam mais pequenos o que diminui a quantidade de luz solar e de calor que a planta recebe. Paralelamente à diminuição da luz solar, forma-se na base da folha uma barreira que impede a passagem de água e sais minerais para a folha. Com a carência de nutrientes e redução de luz e calor, a clorofila deixa de ser produzida, e por consequência as folhas deixam de ser verdes. Devido à ausência da clorofila outros pigmentos mais estáveis começam a aparecer, como os carotenos, as xantofilas, as antocianinas e os taninos. São estes os pigmentos responsáveis pelas cores laranja, amarelo, vermelho e castanho, típicas das folhas das árvores no outono.

Este processo é bastante dependente da luz solar e da temperatura, por isso em cada região do nosso planeta as folhas, no outono, adquirem uma tonalidade diferente.

Referências (consultadas a 7 de maio)