Uma experiência com vidro derretido surpreendeu os cientistas ao desafiar uma lei da Física

Uma equipa de cientistas, liderada por Himanshu Jain, da Universidade Lehigh, nos Estados Unidos, ficou surpreendida ao realizar uma experiência com vidro derretido que desafiou uma lei física básica.

Se passarmos uma corrente elétrica através de um material, a maneira pela qual a corrente gera calor pode ser descrita pela primeira Lei de Joule. Esta lei já foi observada repetidas vezes, com a temperatura a ser distribuída quando o material em causa é homogéneo ou uniforme.

No entanto, isso não aconteceu na experiência realizada por uma equipa de investigadores da Universidade Lehigh, nos Estados Unidos. Quando os cientistas aplicaram uma corrente elétrica num vidro de silicato, perceberam que apenas uma secção do vidro ficou tão quente que derreteu (e até evaporou).

Além disso, o vidro derreteu a uma temperatura muito mais baixa do que o ponto de ebulição do material. O ponto de ebulição do vidro de silicato puro é de 2.230 graus Celsius. A temperatura mais alta que os cientistas registaram numa peça homogénea de vidro durante esta experiência foi 1.868,7 graus Celsius.

O engenheiro de materiais Himanshu Jain afirmou que os cálculos da equipa não contribuíram para explicar este fenómeno e o motivo pelo qual aconteceu. “Mesmo sob condições muito moderadas, observamos fumaça de vidro que exigiria milhares de graus de temperatura mais alta do que a Lei de Joule poderia prever.”

Segundo o ScienceAlert, em 2015, a mesma equipa relatou que um campo elétrico poderia reduzir a temperatura na qual o vidro amolece em até algumas centenas de graus Celsius. O processo foi chamado de “amolecimento induzido por campo elétrico“. Como este é um fenómeno peculiar, os cientistas decidiram estudá-lo novamente.

Nesta experiência, colocaram pedaços de vidro dentro de um forno e aplicaram de 100 a 200 volts na forma de correntes alternadas e diretas nos materiais. De seguida, um jato fino de vapor emanou onde o ânodo que transportava a corrente entrou em contacto com o vidro.

“Em ambas as experiências, o vidro ficou mais de mil graus Celsius mais quente perto do lado positivo do que no resto do material, o que foi muito surpreendente, considerando que o vidro era totalmente homogéneo”, explicou Jain. As experiências pareciam, então, desafiar a Lei de Joule, e os cientistas precisavam de saber o que realmente se estava a passar.

A Física está a salvo

A equipa decidiu então estudar mais a fundo o fenómeno e descobriu que o vidro já não era tão homogéneo – pelo menos não tanto como no início da experiência. O campo elétrico alterou a sua química e estrutura em nanoescala, numa pequena secção próxima ao ânodo.

(dr)

Esta região aqueceu mais rapidamente do que o resto do vidro, a ponto de se tornar uma fuga térmica – onde um aumento na temperatura é capaz de subir ainda mais a temperatura. Isto significa que o fenómeno observado naquela secção do vidro foi resultado do facto de aquela pequena área ter atingido o ponto de fusão enquanto o resto do material permanecia sólido.

Uma vez que o material deixou de ser homogéneo, a experiência contrariou a Lei de Joule. O artigo científico foi recentemente publicado na Scientific Reports.

Os cientistas apontam que os livros de física talvez precisem de ser revistos, de modo a incorporar a capacidade até então desconhecida de um material perder a sua homogeneidade com a aplicação de uma corrente elétrica.

“Além de demonstrar a necessidade de qualificar a Lei de Joule, os resultados são críticos para o desenvolvimento de novas tecnologias para a fabricação de materiais de vidro e cerâmica”, concluiu Jain.

ZAP //

PARTILHAR

RESPONDER

Governos desligaram a Internet centenas de vezes em 2019

Dezenas de Governos de todo o mundo desligaram os seus países da Internet de forma intencional mais de 200 vezes durante o ano passado, afetando milhões de utilizadores, revela um novo relatório do grupo de …

Falha de protocolo do Governo americano pode ter ajudado a espalhar o coronavírus

Uma whistleblower do Departamento de Saúde e Serviços Humanos norte-americano defende que uma falha no protocolo de saúde pública pode ter levado à disseminação do coronavírus dentro do país. Uma denunciante do Departamento de Saúde e …

Coronavírus pode fazer com que Liverpool não seja campeão inglês

O Liverpool pode não se sagrar campeão inglês devido ao surto do novo coronavírus. Caso o Governo britânico suspendesse a competição, os 'reds' poderiam não ser considerados campeões. O coronavírus continua a ameaçar o mundo inteiro …

Sissoco Embaló demite primeiro-ministro e ambos falam em "golpe de Estado"

Umaro Sissoco Embaló, candidato às presidenciais dado como vencedor pela Comissão Nacional de Eleições da Guiné- Bissau, e que quinta-feira tomou posse simbolicamente como Presidente do país, demitiu hoje o primeiro-ministro guineense, Aristides Gomes. Num decreto …

"Neve sangrenta" está a cair do céu na Antártida

Nas últimas semanas, o gelo em redor da Base de Pesquisa Vernadsky da Ucrânia foi revestida com o que os investigadores chamam de "neve de framboesa". Uma publicação no Facebook do Ministério da Educação e Ciência …

Face Oculta: Sobrinho de Manuel Godinho diz que não se orgulha do que fez

O sobrinho do sucateiro Manuel Godinho, principal arguido do processo Face Oculta, disse hoje estar arrependido do que fez quando trabalhava para o tio nos negócios da gestão de resíduos. “Não me orgulho nada daquilo que …

Há uma "Greta" que nega as alterações climáticas: Naomi Seibt

Naomi Seibt é uma jovem alemã de 19 anos que é a voz dos negacionistas das alterações climáticas. As comparações com Greta Thunberg são inevitáveis. Greta Thunberg tem sido provavelmente a voz mais ativa no que …

Alcochete. Mustafá sai em liberdade e Bruno de Carvalho conta a sua versão

O líder da claque sportinguista Juventude Leonina, Nuno 'Mustafá' Mendes saiu em liberdade e Bruno de Carvalho diz que o "colocaram do lado errado da barricada". O coletivo de juízes que está a julgar o caso …

Ángel ajudou a esposa a morrer. Agora, doou toda a sua herança à investigação

Ángel Hernández, o homem que ajudou a sua mulher a pôr fim à vida há dez meses, em Espanha, decidiu doar a herança da sua esposa (300.000 euros) para o estudo da esclerose múltipla progressiva, …

BCP ficou com herdade de João Moura (onde galgos foram encontrados por "mero acaso")

A herdade de João Moura, onde foram encontrados 18 galgos com sinais de subnutrição, ficou para o BCP num processo de insolvência do cavaleiro, servindo para pagar dívidas que mantinha a esta instituição e a …