O “mistério” do saco plástico com água apagando o braseiro.
11 de julho, 2020 às 11:56 | Postado em Termologia, termodinâmica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Há vídeos com sacolas plásticas de mercado com água para apagar o carvão como este aqui Como Apagar o Carvão para Reaproveitar no Próximo Churrasco – Tv Churrasco . Qual a temperatura de fusão delas?
Achava que por ser um plástico fino iria derreter com a brasa…
Se apenas o plástico é colocado no braseiro, sem a água portanto, ele rapidamente derrete e queima. Assim sendo não está no ponto fusão do plástico a explicação.
Há diversos aspectos a serem levados em consideração para que se entenda este interessante efeito.
O primeiro deles diz respeito ao carvão. O carvão tem baixo calor específico, isto é, uma pequena quantidade de energia perdida para o entorno determina uma importante redução na temperatura do carvão. Adicionalmente é péssimo condutor térmico. Evidência disso está em que quando se toca um pedaço de carvão incandescente com um objeto frio como um pedaço de madeira ou de metal, na região do contato percebe-se quase de imediato que a incandescência localmente se reduz ou até é suprimida.
Então o carvão que queima não pode liberar rapidamente uma quantidade expressiva de energia e se isso acontecer pelo contato de um corpo à temperatura inferior a dele, o carvão facilmente apaga. É importante notar que a liberação de energia no carvão se dá por uma reação de oxidação (queima) que é reduzida ou suprimida localmente quando a temperatura baixa. Mesmo quando por perto exista ainda incandescência, a baixa transmissão de energia térmica por condução para a região resfriada não é suficiente para reativar a queima.
A Figura 1 exemplifica este processo de contato e resfriamento do carvão acontecido na região indicada pela seta amarela. Apenas três segundos transcorreram entre os dois quadros conforme está indicado na marcação de tempo do vídeo.
Seu houver um pedaço de metal em meio ao carvão incandescente, o saco será furado pois o metal é bom condutor térmico permitindo que na região de contato a temperatura permaneça elevada por um tempo suficientemente longo para derreter o plástico.
O saco já em contato com o carvão apagado recebe energia térmica por radiação e convecção do restante do carvão aquecido. Entretanto, dado que a água tem grande calor específico, esta energia é absorvida sem que a temperatura do plástico chegue a ser tão grande que o derreta. A água aquecida junto da parede do saco torna-se menos densa e acontecem correntes de convecção que substituem a água já aquecida por água em temperatura mais baixa. Desta forma, a massa de água no saco é capaz de absorver grande quantidade de energia provinda do braseiro, o que acaba por resfriar o carvão por perto que então também vai se apagando até que todos os focos de combustão sejam extintos.
Além desse artifício de apagar o carvão com o saco com água existe outro usado para controlar a combustão do carvão na churrasqueira. Ele consiste em colocar uma lata metálica com água no meio do braseiro para que o carvão em contato com a lata apague, arrefecendo assim o braseiro.
A postagem Por que o balão cheio de água não explode quando é aproximado da chama de uma vela? trata de um efeito semelhante a este.
Vide também a postagem Caminhando sobre o braseiro!
“Docendo discimus” (Sêneca)
Creio que a explanação acima também explique como os presidiários usam garrafas PET em cima de velas para cozinhar .
Conseguem fazer café e até arroz dentro das garrafas PET , fervendo água por bastante tempo.
Algumas até derretem e esticam na parte acima do nível de água , mas não derretem embaixo onde tem líquido.
O ponto de “fusão” do PET é cerca de 200°C.
Olá prof. Lang! Artigo muito esclarecedor!
No trecho “O saco já em contato com o carvão apagado recebe energia térmica por radiação e convecção do restante do carvão aquecido.” não deveria ser “radiação e condução”? O contato direto do carvão com o plástico transferiria o calor diretamente entre as moléculas, não?
Vejo o processo de convecção ocorrendo entre as moléculas de ar a volta do carvão através do calor recebido e nas moléculas de água dentro do saco, mas não do carvão diretamente para o plástico.
Eu estava me referindo ao carvão que não está em contato com o saco, abaixo dele. A convecção mediada pelo ar e a radiação seriam os mecanismos de transferência de energia do carvão aquecido para o saco.