O aquecimento dos fogões na Ucrânia, como dizem, está renascendo. As razões para este fenômeno são claras, sem qualquer explicação. É por isso que o inovador de Kharkov, Oleg Petrik, propôs o uso de tecnologias de usinas termelétricas a carvão pulverizado para aumentar a eficiência dos fogões domésticos, e para isso não é necessário ter as habilidades de um mecânico experiente.
Como aumentar a eficiência de um fogão a carvão (lenha) ou de uma caldeira a combustível sólido sem o uso de recursos energéticos adicionais.
O princípio de funcionamento da tecnologia é bastante simples: a água do reservatório (gerador de vapor) é convertida em vapor em alta temperatura (400 - 500 C) e fornecida diretamente à chama, atuando como uma espécie de catalisador de combustão, aumentando a produtividade da instalação de aquecimento.
Para criar um sistema de racionalização, você precisará de: um gerador de vapor, feito a partir de meios improvisados (uma vasilha ou panela, de preferência de aço inoxidável, serve; até mesmo um alambique de aguardente antigo pode ser usado). Um bico de pneu de carro é cortado no recipiente. Você também precisará de cerca de meio metro de mangueira de oxigênio e cerca de um metro e meio de tubo, de preferência de aço inoxidável de parede fina e diâmetro interno de 8 mm, com o qual é feito o superaquecedor.
De acordo com o superaquecedor, o vapor aquecido entra na grelha através de um orifício do fogão. Um divisor de vapor é montado na extremidade do tubo para neutralizar o ruído: o tubo é cortado em um pouco menos da metade com um moedor, em incrementos de aproximadamente 10 mm, são feitos 7 a 10 cortes e, em seguida, os furos são envolvidos com uma malha com janela de aço inoxidável de 20-30 mícrons em duas ou três camadas, e é fixada ao tubo com um fio com diâmetro de 1-1,5 mm.
O tubo de borracha acima do fogão deve ser elevado 20-30 centímetros (não está levantado na foto mostrada). Embora ocorra algum resfriamento da mangueira de oxigênio devido ao vapor de água, isso deve ser feito por razões de segurança contra incêndio.
Para, por sua vez, agilizar a produção de vapor pelo gerador de vapor, ao acender a lenha é necessário colocar no recipiente no máximo 200 ml de água, ela ferverá em 5 a 8 minutos e o aparelho irá começar a operar com potência total. Depois disso, o gerador de vapor pode ser completamente enchido com água para o funcionamento prolongado do forno.
O aumento de produtividade é de aproximadamente 50% em comparação aos dispositivos convencionais. Testes do aparelho mostraram que a saída do forno para modo de operação foi reduzida pela metade, ou seja, de 2 para 4 horas. Isso significa que você precisará de metade da lenha para acender o fogão. A integralidade da combustão do combustível melhorou, a fumaça que sai da chaminé é praticamente invisível e a quantidade de cinzas diminuiu significativamente. Devido ao aumento dos preços dos recursos energéticos, em particular do gás natural, essa modernização tornar-se-á relevante para muitos proprietários.
É claro que a solução proposta requer melhorias significativas: é necessário automatizar o processo de abastecimento de água, otimizar o próprio projeto, etc. Porém, a opção de “bombeamento” barato e rápido do forno por meios básicos que podem ser encontrados em todas as casas ajudará muitas pessoas a economizar muito, podendo também se tornar um impulso para o desenvolvimento de novas tecnologias e o nascimento de novas ideias. .
O artesão de Kharkov também tem uma instalação experimental com uma janela para queimar carvão ou madeira em atmosfera de vapor, ou, como ele chama, um “fogão a hidrogênio”.
Referência. O vapor superaquecido é amplamente utilizado para melhorar a eficiência de turbinas em usinas termelétricas, e tem sido utilizado em todos os tipos de locomotivas desde o início do século passado. Além disso, foram desenvolvidos projetos de reatores nucleares nos quais parte dos canais de processo deveria ser usada para superaquecer o vapor antes de alimentá-lo nas turbinas. Sabe-se que a utilização de um superaquecedor pode aumentar significativamente a eficiência de uma instalação de vapor e reduzir o desgaste de seus componentes.
O efeito da adição de água à zona de combustão foi estudado em relação ao problema de queima de suspensões de água-combustível - óleo combustível regado e suspensões de carvão-água (WCS), bem como em relação ao problema de redução da emissão de óxidos de nitrogênio . Realizado em outubro de 1982. Na reunião de Tóquio, vários relatórios apresentaram dados sobre o efeito da substituição de combustíveis por suspensões na formação de NOx. Ao usar combustível líquido na forma de emulsões água-combustível, o teor de NO x nos gases de combustão é geralmente reduzido em 20-30%, e o teor de fuligem também é significativamente reduzido. Porém, quando 10% de água é adicionado ao óleo combustível, a eficiência da caldeira diminui 0,7%.
As descobertas sobre os efeitos da injeção de água ou vapor de vários estudos podem ser divididas em dois grupos. Alguns pesquisadores afirmam que mesmo uma quantidade significativa de vapor d'água não tem efeito significativo na produção de óxidos de nitrogênio, enquanto outros, ao contrário, apontam para a eficácia desse método. Assim, segundo alguns dados, quando a água é injetada nos dispositivos de combustão das caldeiras na queima de carvão, óleo combustível e gás, a redução no rendimento de óxidos de nitrogênio não ultrapassa 10%. Quando água foi injetada numa quantidade de 110% do consumo de combustível (ou cerca de 14% do consumo de ar) na parte periférica da tocha em um forno equipado com bico de óleo com capacidade de 29 Gcal/h, o conteúdo de óxidos de nitrogênio nos produtos de combustão diminuiu apenas 22%.
É óbvio que quando vapor ou água são introduzidos atrás da zona de formação de óxido de azoto, não deverão ter qualquer efeito na formação de NO. Se forem introduzidos na mistura ar-combustível, deverão influenciar o processo de combustão e a formação de NO em não menos extensão do que uma quantidade de gases recirculados de volume e conteúdo térmico semelhantes.
Sabe-se que o vapor d'água afeta a velocidade de propagação da chama em chamas de hidrocarbonetos; portanto, pode influenciar a cinética de formação de óxido de nitrogênio e, mesmo quando fornecido ao núcleo da zona de combustão em pequenas quantidades, influenciar significativamente o rendimento de óxidos.
A pesquisa de P. Singh, realizada em uma câmara de combustão experimental de uma turbina a gás, mostrou que a injeção de água no núcleo da zona de combustão do combustível líquido reduz a formação de óxido de nitrogênio e fuligem, e a adição de vapor ao a explosão de ar reduz a formação de óxido de nitrogênio, mas aumenta a emissão de monóxido de carbono e hidrocarbonetos. Ao injetar água na quantidade de 50% da massa do combustível líquido (6,5% do fluxo de ar), é possível reduzir o rendimento de óxidos de nitrogênio em 2 vezes, ao injetar 160% de água - em cerca de 6 vezes. Injeção na fornalha de 80 kg. de água por 1 Gcal (9% da massa de ar) de gás natural queimado reduz a emissão de óxidos de nitrogênio de 0,66 para 0,22 g/m³, ou seja, Três vezes. Assim, a introdução de vapor e água, do ponto de vista da redução do rendimento de óxidos de nitrogênio, é promissora. No entanto, deve-se ter em mente que a introdução de água ou vapor em quantidade superior a 5 - 6% da massa de ar fornecida aos queimadores pode ter um impacto negativo na integridade da combustão do combustível e no desempenho do caldeira. Por exemplo, quando 12% de vapor (em relação ao ar) foi introduzido na câmara de combustão de uma unidade de turbina a gás, o rendimento de monóxido de carbono aumentou de 0,015 para 0,030% e de hidrocarbonetos de 0,001 para 0,0022%. Deve-se notar que o fornecimento de 9–10% de vapor à caldeira leva a uma diminuição em sua eficiência em 4–5%.
A introdução de vapor de água intensifica as reações de combustão e, sobretudo, a pós-combustão de CO devido à quantidade adicional de radical hidroxila (OH):
Aparentemente, uma ligeira diminuição na formação de NO quando vapor ou água são fornecidos à zona de combustão pode ser explicada por:
a) diminuição da temperatura máxima na zona de combustão;
b) redução do tempo de residência na zona de combustão devido à intensificação da combustão de CO conforme reação (1.9);
c) consumo de radical hidroxila na reação (1.8);
O fornecimento de vapor ou água à zona de combustão, a fim de reduzir a formação de óxidos de nitrogênio, é de grande interesse para os pesquisadores, principalmente pelas seguintes circunstâncias:
– consumo relativamente baixo do meio e ausência da necessidade de construção de dutos de grande diâmetro;
– um efeito positivo não só na redução dos óxidos de azoto, mas também na pós-combustão do monóxido de carbono e do 3,4-benzpireno na tocha;
– possibilidade de utilização na queima de combustíveis sólidos.
A injecção de humidade ou vapor no forno como forma de reduzir as emissões de NOx é simples, fácil de controlar e tem baixos custos de capital. Nas caldeiras a gasóleo, permite reduzir as emissões de NO x em 20 - 30%, mas requer consumo de calor para a formação de vapor e provoca um aumento nas perdas com gases de combustão. Ao queimar combustível sólido, os resultados são muito insignificantes. Deve-se notar que a eficácia da supressão do óxido de nitrogênio depende muito do método de fornecimento de água à zona de combustão.
Implementação prática da redução de NO x através de injeção de vapor
A Academia Politécnica Estatal da Bielorrússia, juntamente com a Usina de Açúcar Zhabinkovsky, desenvolveu e implementou uma solução técnica eficaz que, ao fornecer vapor das vedações finais e vazamentos das hastes das válvulas automáticas de parada e controle do TR-6-35/ 4 turbina às caldeiras GM-50, reduz o consumo específico de combustível equivalente para geração de eletricidade em 0,9% (60 toneladas de combustível equivalente por ano), melhora na pós-combustão de monóxido de carbono (de acordo com resultados de testes) em pelo menos 40% , redução da concentração de emissões de óxido de nitrogênio em 31,6%, e com distribuição de toda a quantidade de vedações de vapor para duas caldeiras em operação em sua carga nominal - em média 20–21%.
Em unidades de turbina do tipo condensação (com extrações controladas de vapor e sem desperdício), o vapor das vedações finais geralmente é descarregado para os resfriadores de vedação. É possível conectar uma tubulação de sucção de vapor das câmaras de vedação da turbina a um aquecedor de água de rede de baixo potencial ou a um aquecedor de água de reposição. A desvantagem de tais instalações é a diminuição da eficiência térmica devido ao deslocamento do vapor de extração do aquecedor regenerativo de baixa pressão seguindo os resfriadores de vedação (ao longo da linha de condensado).
Nas unidades de turbina de aquecimento, quando operadas no modo normal e a linha de recirculação do condensador está ligada, o calor do vapor de vedação é perdido com a água de resfriamento do condensador.
Nos circuitos térmicos de potentes unidades de turbina, uma grande quantidade de ar entra com o vapor das últimas câmaras das vedações labirinto para o primeiro estágio do resfriador de vapor da vedação final (OU), que está sob um leve vácuo. Assim, em uma unidade de potência com capacidade de 300 MW, mais de 50% do ar em massa é sugado para dentro dela, e no segundo estágio do SO já contém mais de 70%. Entretanto, sabe-se que quando o teor de ar no vapor é de 5% ou mais, a condensação do vapor na superfície do tubo ocorre de forma extremamente insatisfatória. Ao conectar as tubulações de sucção de vapor das vedações da turbina ao forno da caldeira, além do vapor, será fornecida a ela uma quantidade significativa de ar, que é lançado na atmosfera nos esquemas térmicos tradicionais. Essa reconstrução ajuda a aumentar a eficiência da caldeira.
Em unidades de turbina com contrapressão, não há caminho de aquecimento do condensado; portanto, não há sistema operacional no qual o condensado da turbina principal possa ser aquecido. Na ausência de um consumidor de calor adicional, tais turbinas operam emitindo vapor de vedação para a atmosfera. Isso leva à perda completa do líquido refrigerante removido das vedações e do calor nele contido. Levando em consideração o alto potencial de vapor das vedações da haste da válvula, a temperatura do vapor da mistura de ar liberado na atmosfera, segundo dados experimentais, excede a temperatura dos gases de combustão da caldeira em 50–150 ºС. A inclusão de tais configurações parece ser a mais eficaz.
Assim, a utilização de uma solução técnica desenvolvida e testada que praticamente não requer custos de capital adicionais aumenta a eficiência das caldeiras, tem um efeito positivo na pós-combustão de uma mistura de carbono e benzo-a-pireno na flare e reduz as emissões de impurezas prejudiciais para a atmosfera.
A redução das emissões de óxidos de nitrogênio dos gases de combustão das caldeiras em usinas termelétricas também pode ser alcançada alimentando o vapor dos desaeradores (dependendo do tipo de desaerador e da pressão nele contido) no forno da caldeira (no duto de ar quente ou no coletor de sucção do ventilador) sem reduzir a eficiência da instalação.
Recentemente, cientistas de muitos países ao redor do mundo consideraram a água como uma fonte de combustível para o futuro. Naturalmente, estávamos falando de hidrogênio, que tentaram obter da água de diferentes maneiras. Até carros experimentais foram criados, mas as coisas ainda não atingiram o uso em massa. A perspectiva de mudar para o combustível hidrogénio é, obviamente, muito tentadora. Apenas um sonho! Mas parece que isso não está destinado a se tornar realidade num futuro próximo.
Mas a água mostrou o outro lado, muito positivo. Literalmente “limpa” a chama do queimador! Mais precisamente, não a água em si, mas o vapor d'água formado durante sua evaporação em altas temperaturas. Do ponto de vista simples e filisteu, isso parece incrível.
Em nossas mentes, a água e o fogo são antagonistas irreconciliáveis. E imaginar que a água pode sustentar a combustão, contribuir para a pureza da chama e, ainda por cima, aumentar a temperatura de combustão do combustível é muito difícil para muitos. No entanto, não há nada de fantástico aqui. Tudo é simplesmente explicado pelas leis da física e da química.
Naturalmente, para “forçar” a água a entrar, por assim dizer, em união com o fogo, ela deve ser incluída no processo de combustão de forma especial, com a ajuda de dispositivos especiais. E então vemos a seguinte imagem: uma chama fraca e fumegante de repente se transforma em uma tocha clara e brilhante. A fuligem desaparece em algum lugar. O fogo realmente “transforma”, torna-se um tanto barulhento, alegre, cintilante, quase como fogos de artifício. Que tipo de milagres são eles, realmente? Foi realmente a água que teve algo a ver com isso?
Aliás, na internet você encontra muitas fotos e vídeos demonstrando esses milagres. A atitude de muitos de nós em relação a essas coisas é bastante cética. “Bem, novamente alguns mágicos amadores estão nos enganando”, resmunga o severo espectador, incrédulo. Para ser honesto, eu mesmo não acreditei por muito tempo. Normalmente, esta atitude em relação ao que é visto é causada pelo facto de as pessoas que demonstram tais “milagres” nem sempre darem explicações claras para estes processos. Portanto, um usuário inexperiente começa a suspeitar de charlatanismo. Muitas vezes, essas suspeitas se intensificam justamente porque o cidadão comum começa imediatamente a, grosso modo, “vender” algum serviço, acompanhando-o de comentários fantásticos. É daí que vem o ceticismo.
Porém, não faz muito tempo, um “truque” semelhante me foi demonstrado no laboratório de transferência de calor por radiação do Instituto de Termofísica SB RAS. Acontece que o Instituto vem realizando pesquisas na área de combustão de hidrocarbonetos líquidos há muitos anos. Usando dispositivos de queima especiais, os cientistas estão explorando métodos para a chamada combustão livre de fuligem de combustíveis de hidrocarbonetos. O que significa “livre de fuligem” é claro - é quando o combustível queima sem fuligem. Ou seja, queima com a mesma tocha cintilante mencionada acima. Esta tocha foi claramente demonstrada para mim em uma bancada de testes especial.
O foco fica assim. Imagine um pequeno queimador cilíndrico de metal no qual o óleo diesel é aceso. A princípio você vê a habitual chama amarela com fuligem. Nada notável - fogo como fogo. E então ocorre uma transformação “milagrosa”: outro objeto cilíndrico de aço inoxidável é inserido no corpo cilíndrico por onde sai a chama - um gerador de vapor cheio de água e com um bico especial para a liberação de vapor superaquecido. E assim que a tocha começa a entrar em contato com esse vapor, ela instantaneamente “se transforma”: a fuligem desaparece, a chama começa a brilhar e a fazer barulho. Retiramos o gerador de vapor - e novamente o fogo habitual com fuligem. Inserimos o gerador de vapor - a fuligem desapareceu, a chama farfalha e brilha. Isto é repetido várias vezes.
Qual é o segredo de uma transformação tão “milagrosa”? Na verdade, não existe milagre. Leis sólidas da natureza.
A questão é que a combustão do combustível hidrocarboneto ocorre aqui em uma alta concentração de vapor d'água superaquecido. Quando o vapor que escapa entra em contato com uma chama, ocorre a chamada reação de gaseificação do vapor. Na saída, a tocha praticamente não contém fuligem.
Além disso, como dizem os cientistas, a temperatura está subindo. A água contida no gerador de vapor é aquecida por uma chama convencional e depois “flui” pelo bico na forma de vapor superaquecido com temperatura de saída de 400 graus C. A temperatura medida da tocha “limpa” aqui chega a 1.500 graus ! E isto apesar do facto de o gasóleo comum queimar no ar a uma temperatura de 1200 graus C. Os cientistas ainda não descobriram de onde vêm os “graus” adicionais. O Instituto de Termofísica está tentando encontrar uma explicação para este efeito.
A questão é: como o vapor superaquecido tem um efeito tão benéfico no processo de combustão? Acontece que isso é explicado simplesmente pelas leis da química. Você já se perguntou por que os regulamentos contra incêndio proíbem a extinção de produtos petrolíferos em chamas com água? O fato é que a água, caindo em uma chama poderosa, evapora, superaquece e, nesse estado “aquecido”, reage com o carbono. Em temperaturas tão altas, as ligações na molécula de água são enfraquecidas e o carbono simplesmente “arranca” o elemento oxigênio dela, entrando em uma reação de oxidação com ele. É precisamente a mesma fuligem que se oxida, que em condições normais deveria ter-se depositado em forma de fuligem nas paredes das câmaras de combustão e das chaminés. E o gás de síntese já está queimando. Esse é todo o segredo.
O Instituto de Termofísica está atualmente conduzindo experimentos com diferentes designs de queimadores de combustão isentos de fuligem. Um contém 25% de vapor de água, o outro contém 30%.
O principal designer do Laboratório de Transferência de Calor por Radiação, Mikhail Vigriyanov, afirma: “Garantimos absolutamente que alcançamos a combustão completa, pode-se dizer, ideal de combustível.” Além disso, este próprio método de combustão já foi patenteado.
O importante é que com este método de combustão qualquer matéria-prima de hidrocarboneto queime perfeitamente. Mesmo de baixa qualidade. Por exemplo, óleo de máquina usado. Você também pode obter uma tocha brilhante “limpa” com ela. Tais experimentos já foram realizados. O mais interessante é que os resultados obtidos não podem ser aplicados apenas à energia. O que é muito mais interessante é que este método de combustão promete uma revolução na construção de motores. Imagine um carro ou trator, um tanque cheio de água comum e o outro tanque com petróleo bruto. E nada - o motor funciona muito bem e quase não solta fumaça. Há realmente algo de fantástico nisso. No entanto, os cientistas não têm dúvidas de que são perfeitamente capazes de conseguir isso.
Oleg Noskov
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Os cientistas modernos estão firmemente convencidos de que a água não pode queimar - isso parece contradizer todos os dogmas e cânones da física teórica. No entanto, os factos reais e a prática dizem o contrário!
A descoberta foi feita pelo médico da Universidade de Erie, John Kanzius, enquanto tentava dessalinizar a água do mar usando um gerador de radiofrequência que desenvolveu para o tratamento de tumores. Durante o experimento, uma língua de fogo explodiu repentinamente da água do mar! Posteriormente, um experimento de mesa semelhante foi realizado por Rustum Roy, funcionário da Universidade da Pensilvânia.
A física do processo de combustão da água salgada, é claro, não é clara. O sal é absolutamente necessário: o “efeito Kansius” ainda não foi observado em água destilada.
Segundo Kanzius e Roy, a combustão ocorre enquanto a água estiver no campo de rádio (ou seja, desde que sejam mantidas condições favoráveis para a decomposição da água), temperaturas acima de 1600 graus Celsius podem ser alcançadas. A temperatura da chama e a sua cor dependem da concentração de sal e outras substâncias dissolvidas na água.
Acredita-se que a ligação covalente entre o oxigênio e o hidrogênio em uma molécula de água é muito forte e é necessária uma energia considerável para quebrá-la. Um exemplo clássico de divisão de uma molécula de água é a eletrólise, um processo que consome bastante energia. Kanzius, porém, ressalta que neste caso não se trata de eletrólise, mas de um fenômeno completamente diferente. Não é informado qual frequência de ondas de rádio é usada no dispositivo. Algumas das moléculas de água na solução estão, obviamente, numa forma dissociada, mas isto não ajuda a compreender o que está por trás do processo.
Com base nas ideias da ciência oficial, temos que admitir várias delícias: que durante a combustão não se forma água, mas peróxido de hidrogênio, que o oxigênio não é liberado na forma de gás (e apenas o oxigênio do ar é usado para combustão), mas reage com o sal, formando, por exemplo, cloratos ClO3-, etc. Todas estas suposições são fantásticas e, o mais importante, ainda não explicam de onde vem a energia extra.
Do ponto de vista da ciência moderna, é um processo muito engraçado. Afinal, segundo os físicos oficiais, para lançá-lo é preciso quebrar a ligação hidrogênio-oxigênio e gastar energia. Posteriormente, o hidrogênio reage com o oxigênio e novamente produz água. Como resultado, a mesma ligação é formada; durante a sua formação, a energia é, naturalmente, libertada, mas não pode ser superior à energia gasta na quebra da ligação.
Pode-se supor que de fato a água não é um combustível renovável no aparelho de Kanzius, ou seja, é gasta de forma irreversível (como a lenha num incêndio, o carvão numa central térmica, o combustível nuclear numa central nuclear), e o a saída não é água, mas outra coisa. Então a lei da conservação da energia não é violada, mas não fica mais fácil.
Outra provável fonte de energia é o próprio sal dissolvido. A dissolução do cloreto de sódio é um processo endotérmico que ocorre com a absorção de energia, portanto, durante o processo inverso, a energia será liberada. Porém, a quantidade dessa energia é insignificante: cerca de quatro quilojoules por mol (cerca de 50 quilojoules por quilograma de sal, o que é quase mil vezes menor que o calor específico de combustão da gasolina).
Além disso, nenhum dos apoiantes do projecto afirmou directamente que a energia na saída poderia exceder a energia na entrada; estavam apenas a falar sobre a sua proporção.
Na verdade, do ponto de vista da teoria do campo unificado, não há contradição inexplicável no facto de a água arder. Na verdade, estamos falando aqui de sua desintegração em componentes etéreos elementares com liberação de grande quantidade de calor. Ou seja, sob a influência do fluxo de radiação de rádio do éter (matéria primária), a água torna-se instável e começa a se desintegrar em componentes primários, o que é percebido como combustão. A presença de sais permite simplificar esse processo - a água pode decair sem eles, mas isso exigirá uma emissão de rádio mais potente e com frequência diferente. Antigamente era sabido que tudo no mundo tem uma natureza única, todos os elementos - fogo, água, ar e terra (pedra). Isso significa que uma coisa pode se transformar em outra em diferentes condições - a água salgada se desintegra com a liberação de chamas e altas temperaturas, mas quem disse que o processo inverso é impossível?
AULA III
PRODUTOS DE COMBUSTÃO. ÁGUA PRODUZIDA DURANTE A COMBUSTÃO. NATUREZA DA ÁGUA. SUBSTÂNCIA COMPLEXA. HIDROGÊNIO
Espero que você se lembre bem que no final da última palestra usei a expressão “produtos da queima de uma vela”. Afinal, estamos convencidos de que quando uma vela queima podemos, com instrumentos adequados, obter dela diversos produtos de combustão. Em primeiro lugar, tínhamos carvão, ou fuligem, que não saía quando a vela queimava bem; em segundo lugar, havia alguma outra substância que não parecia fumaça, mas outra coisa, mas fazia parte daquele fluxo geral que, saindo da chama, torna-se invisível e desaparece. Havia também outros produtos de combustão, que seriam discutidos mais adiante. Lembre-se, descobrimos que na composição do fluxo que sai de uma vela, uma parte pode ser condensada colocando uma colher fria, um prato limpo ou qualquer outro objeto frio em seu caminho, mas a outra parte não condensa. Primeiro examinamos a parte condensadora dos produtos; por mais estranho que possa parecer, descobriremos que é apenas água. Da última vez mencionei isso brevemente - apenas disse que entre os produtos da combustão das velas que podem ser condensados, também está a água. Hoje quero chamar a sua atenção para a água para que você possa estudá-la com atenção não só no que diz respeito ao nosso tema principal, mas também em geral, no que diz respeito à questão de sua existência no globo.
Agora estou pronto para um experimento sobre a condensação da água dos produtos da combustão de uma vela e, em primeiro lugar, tentarei provar a vocês que se trata realmente de água. Talvez a melhor forma de mostrar a sua presença a todo o público de uma só vez seja demonstrar alguma acção da água, que seria claramente visível, e depois experienciar desta forma o que se irá acumular numa gota no fundo deste copo. (O palestrante coloca uma vela sob um copo com uma mistura de gelo e sal.)
Arroz. onze.
Aqui tenho uma certa substância descoberta por Sir Humphry Davy; ele reage vigorosamente com a água, e usarei isso para provar a presença de água. Este é o potássio extraído do potássio. Pego um pedacinho de potássio e jogo neste copo. Você vê como ele prova a presença de água no copo - o potássio se inflama, queima com uma chama forte e brilhante e ao mesmo tempo corre pela superfície da água. Agora vou retirar a vela, que estava acesa há algum tempo embaixo da nossa xícara com uma mistura de gelo e sal; você vê uma gota de água pendurada no fundo do copo - o produto condensado da queima de uma vela. Vou lhe mostrar que o potássio terá a mesma reação com esta água e com a água do copo. Veja... O potássio inflama e queima exatamente da mesma maneira que no experimento anterior. Pego mais uma gota d'água nesse copo, coloco um pedaço de potássio nele e pelo jeito que acende dá para julgar que é água que está presente aqui. Você se lembra que essa água veio de uma vela.
Da mesma forma, se eu cobrir uma lamparina de álcool acesa com aquela jarra, você logo verá como a jarra embaçará com o orvalho depositado sobre ela, e esse orvalho é novamente o resultado da combustão. Pelas gotas que pingam no papel que você colocou, você sem dúvida verá depois de um tempo que uma boa quantidade de água é produzida pela queima da lamparina a álcool. Não vou mexer nessa jarra, e aí vocês podem ver quanta água acumula. Da mesma forma, se eu colocar um dispositivo de resfriamento sobre um queimador de gás, também obterei água porque a água também é produzida quando o gás queima. Este jarro contém uma certa quantidade de água - de preferência água destilada pura, obtida pela queima de gás de iluminação; não é diferente da água que você pode obter por destilação de um rio, oceano ou nascente - é exatamente a mesma água.
A água é um indivíduo químico, é sempre a mesma. Podemos misturar substâncias estranhas nele ou remover impurezas nele contidas; entretanto, a água como tal sempre permanece ela mesma - sólida, líquida ou gasosa. Aqui (o palestrante mostra outra embarcação)água obtida pela queima de uma lamparina a óleo. O óleo, se queimado adequadamente, pode produzir uma quantidade um pouco maior de água. E aqui está a água extraída de uma vela de cera através de um experimento bastante longo. E assim podemos examinar quase todas as substâncias inflamáveis, uma por uma, e ter certeza de que se elas, como uma vela, emitem uma chama, então, quando queimam, é produzida água. Você mesmo pode fazer esses experimentos. Um cabo de pôquer é um bom lugar para começar; se você conseguir segurá-lo sobre a chama da vela por tempo suficiente para que ela permaneça fria, você poderá fazer com que a água se acumule em gotas sobre ele. Uma colher, uma concha ou qualquer objeto em geral é adequado para isso, desde que esteja limpo e tenha condutividade térmica suficiente, ou seja, que possa retirar o calor e assim condensar o vapor d'água.
Agora, se quisermos analisar como ocorre essa incrível liberação de água de materiais combustíveis durante sua combustão, devo antes de tudo dizer que a água pode existir em vários estados. É verdade que você já conhece todas as modificações da água, mas mesmo assim precisamos agora prestar alguma atenção a elas para podermos compreender como a água, passando, como Proteus, por suas diversas mudanças, permanece sempre a mesma substância - ela não importa se é obtido de uma vela quando queimada, ou de rios ou oceano.
Para começar, no seu estado mais frio, a água é gelo. Porém, você e eu, como cientistas naturais - afinal, espero que você e eu possamos estar unidos sob este nome - quando falamos de água, chamamos-lhe água, não importa se ela está no estado sólido, líquido ou gasoso; no sentido químico, é sempre água. A água é uma combinação de duas substâncias, uma das quais recebemos de uma vela e a segunda que devemos encontrar fora dela.
A água pode ocorrer na forma de gelo e recentemente vocês tiveram uma excelente oportunidade de verificar isso. O gelo volta a ser água quando a temperatura aumenta. No domingo passado vimos um exemplo marcante desta transformação, que teve tristes consequências em algumas das nossas casas.
Água na sua. a fila se transforma em vapor se for aquecida o suficiente. A água que você vê aqui à sua frente tem a maior densidade e, embora mude de peso, condição, forma e muitas outras propriedades, continua sendo água. Além disso, quer a transformemos em gelo por arrefecimento ou em vapor por aquecimento, a água aumenta de volume de diferentes maneiras: no primeiro caso, muito ligeiramente e com grande força, e no segundo, a variação de volume é grande.
Por exemplo, pego este cilindro de estanho de paredes finas e coloco um pouco de água nele. Você viu como eu derramei pouco e pode facilmente descobrir por si mesmo qual será a altura da água neste recipiente: a água cobrirá o fundo com uma camada de cerca de cinco centímetros. Agora vou transformar essa água em vapor para mostrar a diferença no volume ocupado pela água em seus diferentes estados – água e vapor.
Por enquanto, vamos ver o que acontece quando a água se transforma em gelo. Isso pode ser feito resfriando-o em uma mistura de gelo picado e sal, e farei isso para mostrar a expansão da água nessa mudança para algo de maior volume. Estas são as garrafas de ferro fundido (mostra um deles) muito fortes e com paredes muito grossas - têm cerca de um terço de polegada de espessura. Eles foram enchidos com água com muito cuidado, sem deixar nenhuma bolha de ar neles, e depois aparafusados com força. Quando congelarmos a água nesses recipientes de ferro fundido, veremos que eles não podem conter o gelo resultante. A expansão que ocorre dentro deles irá despedaçá-los. São fragmentos exatamente das mesmas garrafas. Coloquei nossas duas garrafas em uma mistura de gelo e sal, e você verá que quando a água congela ela muda de volume com muita força.
Vejamos agora as mudanças que ocorreram com a água que colocamos para ferver; acontece que deixa de ser um líquido. Isso pode ser avaliado pelas seguintes circunstâncias. Cobri o gargalo do frasco onde a água fervia com um vidro de relógio. Veja o que está acontecendo? O vidro bate com toda a força, como se fosse uma válvula de carro, porque o vapor que sai da água fervente sai com força e faz essa “válvula” saltar. Você pode facilmente descobrir que o frasco está completamente cheio de vapor - caso contrário, ele não forçaria a passagem. Você também vê que o frasco contém alguma substância, muito maior em volume que a água - afinal, ela não apenas preenche o frasco inteiro, mas, como você vê, voa pelo ar. No entanto, você não observa uma diminuição significativa na quantidade de água restante, e isso mostra quão grande é a mudança no volume quando a água se transforma em vapor.
Voltemos novamente às nossas garrafas de água de ferro fundido, que coloquei nesta mistura refrescante para que vocês possam observar o que acontece com elas. Como você pode ver, não há comunicação entre a água engarrafada e o gelo do recipiente externo. Mas a transferência de calor ocorre entre eles, então se o experimento for bem-sucedido (afinal, estamos fazendo isso com muita pressa), depois de um tempo, assim que o frio tomar conta das garrafas e de seu conteúdo, você ouvirá uma explosão : isso irá estourar uma das garrafas. E, depois de examinar as garrafas, descobrimos que o seu conteúdo são pedaços de gelo, parcialmente recobertos por uma casca de ferro fundido, que se revelou demasiado apertada para eles, porque o gelo ocupa mais espaço do que a água de onde sai. foi obtido. Você sabe muito bem que o gelo flutua na água; se no inverno o gelo quebra sob um menino e ele cai na água, ele tenta escalar um bloco de gelo que o sustentará. Por que o gelo flutua? Pense, e você provavelmente encontrará uma explicação: o gelo é maior em volume do que a água de onde provém; portanto, o gelo é mais leve e a água é mais pesada.
Arroz. 12.
Voltemos agora ao efeito do calor na água. Veja o fluxo de vapor que sai deste cilindro de estanho! Obviamente o vapor preenche completamente, já que sai de lá assim. Mas se através do calor podemos transformar a água em vapor, então através do frio podemos devolver o vapor ao estado líquido. Vamos pegar um copo ou qualquer outro objeto frio e segurá-lo sobre esse jato de vapor - veja como ele embaça rapidamente! Até que o vidro aqueça, ele continuará a condensar o vapor em água - agora ele flui pelas paredes.
Vou mostrar outro experimento com a condensação da água do estado de vapor para o estado líquido. Você já viu que um dos produtos da combustão das velas é o vapor d’água. Recebemos na forma líquida, fazendo com que ele se depositasse no fundo do copo junto com a mistura de resfriamento. Para lhe mostrar a inevitabilidade de tais transições, vou aparafusar o gargalo deste cilindro de estanho, que agora, como você viu, está cheio de vapor. Vamos ver o que acontece quando resfriamos a parte externa do cilindro e, assim, forçamos o vapor d'água a retornar ao estado líquido. (O palestrante derrama água fria sobre o cilindro e imediatamente suas paredes são pressionadas para dentro.) Você vê o que aconteceu.
Se eu, depois de aparafusar o gargalo, continuasse a aquecer o cilindro, ele seria dilacerado pela pressão do vapor, e quando o vapor voltasse ao estado líquido, o cilindro ficaria esmagado, pois um vazio se formaria dentro dele como um resultado da condensação do vapor. A embarcação é forçada a ceder, suas paredes são pressionadas para dentro; pelo contrário, se o cilindro aparafusado com vapor fosse ainda mais aquecido, eles explodiriam por dentro. Estou lhe mostrando esses experimentos para chamar sua atenção para o fato de que em todos esses casos não há transformação da água em alguma outra substância: ela continua sendo água.
Arroz. 13.
Quanto você imagina que aumenta o volume da água quando ela passa para o estado gasoso? Olhe para este cubo (mostra pé cúbico), e próximo a ele está uma polegada cúbica.
Eles têm o mesmo formato e diferem apenas no volume. Agora, uma polegada cúbica de água é suficiente para se expandir em um pé cúbico inteiro de vapor. E vice-versa, devido à ação do frio, essa grande quantidade de vapor será comprimida em tão pequena quantidade de água... (Neste momento uma das garrafas de ferro fundido explode.)
Sim! Uma de nossas garrafas explodiu - veja, há uma rachadura de um oitavo de polegada de largura. (Depois, outra garrafa quebra e a mistura refrescante se espalha em todas as direções.) Então a segunda garrafa estourou; foi dilacerado pelo gelo, embora as paredes de ferro fundido tivessem quase meia polegada de espessura. Esse tipo de mudança sempre acontece com a água; não pense que eles necessariamente precisam ser induzidos artificialmente. Só agora tivemos de utilizar esses meios para criar brevemente um inverno em pequena escala em torno destas garrafas, em vez de um inverno realmente longo e rigoroso. Mas se fores ao Canadá ou ao Extremo Norte, descobrirás que a temperatura exterior é suficiente para produzir na água o mesmo efeito que conseguimos aqui com a nossa mistura refrescante.
Contudo, voltemos ao nosso raciocínio. Portanto, nenhuma mudança que ocorra com a água pode agora nos enganar. A água é a mesma em todos os lugares, seja do oceano ou da chama de uma vela. Onde está, então, a água que tiramos da vela? Para responder a esta pergunta, terei que avançar um pouco. É bastante óbvio que esta água vem parcialmente da vela – mas ela estava na vela antes? Não, não havia água na vela nem no ar circundante necessária para a vela queimar. A água surge de sua interação: um componente é retirado de uma vela e o outro do ar. É isso que devemos rastrear agora para compreender completamente quais são os processos químicos que ocorrem em uma vela quando ela queima diante de nós sobre a mesa.
Como chegaremos lá? Conheço muitas maneiras, mas quero que você descubra por si mesmo, refletindo sobre o que já lhe contei.
Eu acho que você pode descobrir algo assim. No início da palestra de hoje tratamos de uma determinada substância, cuja reação peculiar com a água foi descoberta por Sir Humphry Davy.
Vou lembrá-lo dessa reação repetindo novamente o experimento com o potássio. Essa substância deve ser manuseada com muito cuidado: afinal, se uma gota d'água cair em um pedaço de potássio, esse local pegará fogo imediatamente e, a partir dele, desde que haja livre acesso ao ar, todo o pedaço pegaria fogo rapidamente . Assim, o potássio é um metal com um belo brilho brilhante, que muda rapidamente no ar e, como você sabe, na água. Coloquei novamente um pedaço de potássio na água - vocês veem como ele queima maravilhosamente, formando uma espécie de lâmpada flutuante e usando água em vez de ar para a combustão.
Agora coloque algumas limalhas de ferro ou aparas na água. Descobriremos que eles também passam por mudanças. Eles não mudam tanto quanto esse potássio, mas até certo ponto de forma semelhante: enferrujam e agem sobre a água, embora não tão intensamente quanto esse maravilhoso metal, mas, em geral, sua reação com a água é da mesma natureza que e reação de potássio. Compare esses diferentes fatos em sua mente. Aqui está outro metal - zinco; você teve a oportunidade de se convencer de sua capacidade de queimar quando lhe mostrei que quando queima obtém-se uma substância sólida. Acredito que se você pegar agora uma lasca estreita de zinco e segurá-la sobre a chama de uma vela, verá um fenômeno, por assim dizer, intermediário entre a combustão do potássio na água e a reação do ferro - um tipo especial de combustão ocorrerá ocorrer. O zinco queimou, deixando cinzas brancas. Então, vemos que os metais queimam e agem sobre a água.
Passo a passo, aprendemos a controlar os efeitos destas diversas substâncias e a fazê-las contar-nos sobre si mesmas. Vamos começar com hardware. Todas as reações químicas têm uma coisa em comum: são intensificadas pelo aquecimento. Portanto, muitas vezes temos que usar calor se precisarmos estudar detalhada e cuidadosamente a interação dos corpos. Você provavelmente já sabe que a limalha de ferro queima bem no ar, mas ainda vou mostrar isso agora por experiência, para que você entenda firmemente o que estou prestes a lhe contar sobre o efeito do ferro na água. Vamos pegar um queimador e deixar a chama oca - você já sabe por quê: quero levar ar para a chama e de dentro. Depois pegaremos uma pitada de limalha de ferro e jogaremos na chama. Veja como eles queimam bem. Esta é a reação química que ocorre quando inflamamos essas partículas de ferro.
Agora vamos examinar esses diferentes tipos de interações e descobrir o que o ferro fará quando encontrar a água. Ele mesmo nos contará tudo isso, e de uma forma tão divertida e sistemática que tenho certeza que você terá grande prazer.
Arroz. 14.
Aqui tenho um fogão com um tubo de ferro passando por ele, como o cano de uma arma. Enchi este tubo com limalha de ferro brilhante e coloquei-o sobre o fogo para que ficasse em brasa. Através deste tubo podemos passar tanto o ar que entra em contato com o ferro, quanto o vapor desta pequena caldeira, conectando-a à extremidade do tubo.
Aqui está uma válvula que impede a entrada de vapor de água no tubo até que precisemos deixá-lo entrar.
Nessas vasilhas há água, que tornei azul para que vocês vejam com mais clareza o que vai acontecer.
Você já sabe muito bem que se for vapor d'água que sai desse tubo, certamente ele vai engrossar ao passar pela água; Afinal, você está convencido de que o vapor, ao ser resfriado, não pode permanecer no estado gasoso; em nosso experimento com este cilindro de estanho, você viu como o vapor foi comprimido em um pequeno volume, e o resultado foi que o cilindro no qual o vapor estava contido ficou distorcido. Assim, se eu começasse a passar vapor por esse tubo e ele estivesse frio, o vapor se condensaria em água; é por isso que o tubo é aquecido para realizar o experimento que vou mostrar agora. Deixarei o vapor entrar no tubo em pequenas porções e, quando você o vir saindo pela outra extremidade do tubo, poderá julgar por si mesmo se ele continua sendo vapor.
Assim, o vapor necessariamente se transforma em água se sua temperatura for reduzida. Mas esse gás, que sai de um tubo quente e cuja temperatura baixei ao passar pela água, se acumula em uma jarra e não vira água. Vou testar esse gás em outro teste. (O frasco deve ser mantido de cabeça para baixo, caso contrário nossa substância irá evaporar.)
Trago a luz até a abertura da lata, o gás acende com um leve barulho. A partir disso fica claro que não se trata de vapor d'água - afinal, o vapor apaga o fogo, mas não pode queimar - mas aqui você acabou de ver que o conteúdo da jarra estava queimando. Esta substância pode ser obtida tanto a partir da água obtida na chama de uma vela, como a partir de água de qualquer outra origem. Quando esse gás é produzido pela ação do ferro sobre o vapor d'água, o ferro chega a um estado muito semelhante àquele em que essas limalhas de ferro se encontravam quando foram queimadas. Essa reação torna o ferro mais pesado do que era antes. Se o ferro, permanecendo no tubo, for aquecido e resfriado novamente sem acesso a ar ou água, sua massa não muda. Mas quando passamos um jato de vapor d'água por essas aparas de ferro, o ferro ficou mais pesado do que antes: prendeu algo do vapor a si mesmo e deixou passar outra coisa, que é o que vemos nesta jarra.
E agora, como ainda temos um pote cheio desse gás, vou mostrar uma coisa muito interessante. Este gás é inflamável, então eu poderia imediatamente atear fogo ao conteúdo desta jarra e provar a você sua inflamabilidade; mas pretendo mostrar-lhe outra coisa, se tiver sucesso. O fato é que a substância que obtivemos é muito leve. O vapor de água tende a condensar, mas esta substância não condensa e tende a ser transportada para o ar. Tomemos outro frasco, isto é, vazio, no qual não há nada além de ar; Ao examinar seu conteúdo com uma lasca acesa, você pode ter certeza de que realmente não há mais nada nele. Agora vou pegar um pote cheio do gás que extraímos e vou tratá-lo como se fosse uma substância leve: segurando os dois potes de cabeça para baixo, vou colocar um embaixo do outro e virá-lo. O que está agora contido naquela jarra que continha o gás extraído do vapor? Você pode ver que agora só há ar ali. E aqui? Olha, tem uma substância inflamável aqui, que eu derramei daquele pote para este desta forma. O gás manteve a sua qualidade, estado e características - ainda mais dignas de consideração por ser obtido a partir de uma vela.
Arroz. 15.
A mesma substância que acabamos de obter pela ação do ferro sobre o vapor ou a água também pode ser obtida com a ajuda daquelas outras substâncias que, como você já viu, atuam com tanta energia sobre a água. Se você pegar um pedaço de potássio, depois de organizar tudo corretamente, poderá obter esse mesmo gás. Se, em vez de potássio, pegarmos um pedaço de zinco, então, depois de examiná-lo com muito cuidado, descobriremos que a principal razão pela qual o zinco não pode, como o potássio, agir sobre a água por muito tempo, se resume ao fato de que sob sob a influência da água, o zinco é coberto por uma espécie de camada protetora. Em outras palavras, se colocarmos apenas zinco e água em nosso recipiente, eles não interagirão por si próprios e não obteremos resultados.
E se eu lavar a camada protetora, ou seja, a substância que está interferindo em nós, dissolvendo-a? Para isso preciso de um pouco de ácido; e assim que faço isto, vejo que o zinco actua sobre a água exactamente da mesma forma que o ferro, mas à temperatura normal. O ácido não sofre nenhuma alteração, exceto quando se combina com o óxido de zinco resultante. Então coloco um pouco de ácido na vasilha - o resultado é como se estivesse fervendo.
Arroz. 16.
Algo que não é vapor d'água se separa do zinco em grandes quantidades. Aqui está uma lata cheia deste gás. Você pode ver que enquanto eu segurar o frasco de cabeça para baixo, ele conterá exatamente a mesma substância inflamável que obtive no experimento com o tubo de ferro. O que obtemos da água é a mesma substância contida em uma vela.
Agora vamos traçar claramente a conexão entre esses dois fatos. Este gás é o hidrogénio, uma substância pertencente ao que chamamos de elementos químicos porque não podem ser decompostos nas suas partes constituintes. Uma vela não é um corpo elementar, pois dela podemos obter carbono, assim como hidrogênio, ou pelo menos da água que ela emite. Esse gás é chamado de hidrogênio porque é um elemento que, quando combinado com outro elemento, produz água.
O Sr. Anderson já recebeu diversas latas desse gás. Precisamos fazer alguns experimentos com isso e quero mostrar a você a melhor forma de fazê-los. Não tenho medo de lhe ensinar isso: afinal, quero que você mesmo faça os experimentos, mas com a condição indispensável de que os faça com cuidado e cuidado e com o consentimento de sua família. À medida que avançamos no estudo da química, somos obrigados a lidar com substâncias que podem ser bastante prejudiciais se acabarem no lugar errado. Assim, os ácidos, o fogo e as substâncias inflamáveis que utilizamos aqui podem causar danos se usados de forma descuidada.
Se você deseja produzir hidrogênio, pode obtê-lo facilmente despejando pedaços de zinco em ácido - sulfúrico ou clorídrico. Vejamos o que antigamente se chamava de “vela filosofal”: é uma garrafa com rolha por onde passa um tubo. Coloquei alguns pedacinhos de zinco nele. Esse aparelho vai nos servir agora, pois quero mostrar que você pode produzir hidrogênio em casa e fazer alguns experimentos com ele a seu critério. Agora vou explicar por que encho esta garrafa com tanto cuidado, quase cheia, mas ainda não completamente. Esta precaução se deve ao fato de que o gás resultante (que, como você viu, é muito inflamável) é extremamente explosivo quando misturado com ar e causaria problemas se você levasse fogo até a extremidade deste tubo antes de todo o ar. havia sido expulso do restante da água do espaço. Vou colocar ácido sulfúrico lá. Tomei muito pouco zinco e mais ácido sulfúrico com água, pois preciso que nosso aparelho funcione por algum tempo. Portanto, seleciono deliberadamente a proporção dos componentes para que o gás seja produzido na quantidade adequada - nem muito rápido nem muito devagar.
Arroz. 17.
Agora pegue o copo e segure-o de cabeça para baixo na ponta do tubo; Espero que o hidrogênio, devido à sua leveza, não evapore deste vidro por algum tempo. Agora vamos verificar o conteúdo do copo para ver se contém hidrogênio. Penso que não me enganarei ao dizer que já o apanhámos. (O palestrante traz uma lasca acesa para a jarra de hidrogênio.) Bem, você vê, é assim. Agora vou levar a lasca até a ponta do tubo. Então o hidrogênio queima, aqui está a nossa “vela filosófica”.
Pode-se dizer que sua chama é fraca, inútil, mas é tão quente que é improvável que qualquer chama comum forneça tanto calor. Ela continua queimando uniformemente, e agora vou colocar o aparelho para que possamos examinar o que vai sair dessa chama, e usar as informações obtidas desta forma. Como a vela produz água, e esse gás é obtido da água, vamos veja o que isso nos dará na combustão, ou seja, no próprio processo que a vela passou quando queimou no ar. Para isso coloco o nosso frasco sob este aparelho para poder condensar nele tudo o que pode surgir da combustão. Depois de um curto período de tempo, você verá neblina aparecer neste cilindro e a água começará a escorrer pelas paredes. A água obtida a partir de uma chama de hidrogênio se comportará em todos os testes exatamente da mesma forma que a água obtida anteriormente: afinal, o princípio geral de sua produção é o mesmo.
Arroz. 18.
O hidrogênio é uma substância interessante. É tão leve que pode transportar objetos para cima; é muito mais leve que o ar, e talvez eu possa mostrar isso em um experimento que alguns de vocês, talvez, consigam repetir se pegarem o jeito. Aqui está nossa jarra - uma fonte de hidrogênio, e aqui está água com sabão. Prendo um tubo de borracha na jarra, na outra extremidade há um cachimbo. Ao mergulhá-lo em água com sabão, posso soprar bolhas de sabão cheias de hidrogênio. Olha, quando eu sopro bolhas com a respiração, elas não ficam no ar, elas caem. Agora perceba a diferença quando encho as bolhas com hidrogênio. (Então o palestrante começou a soprar bolhas de sabão com hidrogênio, e elas voaram para o teto da sala.) Veja, isso mostra como o hidrogênio é leve, pois carrega consigo não apenas uma bolha de sabão comum, mas também uma gota pendurada nela.
Pode-se comprovar de forma ainda mais convincente a leveza do hidrogênio - ele é capaz de levantar bolhas muito maiores que essas: afinal, antigamente até os balões eram cheios de hidrogênio. O Sr. Anderson irá agora conectar este tubo à nossa fonte de hidrogênio, e teremos um fluxo de hidrogênio saindo daqui, para que possamos inflar esta bola de colódio. Nem preciso remover todo o ar primeiro: sei que o hidrogênio pode transportá-lo de qualquer maneira. (Aqui dois balões foram inflados e retirados: um estava livre, o outro estava amarrado.) Aqui está outro, maior, feito de filme fino; vamos preenchê-lo e dar-lhe a oportunidade de crescer. Você verá que todas as bolas continuarão no topo até que o gás evapore delas.
Qual é a proporção em massa dessas substâncias - água e hidrogênio? Dê uma olhada na mesa. Aqui tomei o litro e o pé cúbico como medidas de capacidade e coloquei os números correspondentes contra eles. Um litro de hidrogênio tem uma massa de 3/4 de grão, nossa menor unidade de massa, e um pé cúbico dele tem uma massa de 1/12 de onça, enquanto um litro de água tem uma massa de 8.750 grãos, e um pé cúbico de água tem uma massa de quase mil onças. Assim você vê quão enorme é a diferença entre a massa de um pé cúbico de água e o hidrogênio.
Nem durante a sua combustão nem como produto de combustão o hidrogénio produz qualquer substância que possa tornar-se sólida. Quando queimado, produz apenas água. Um vidro frio sobre uma chama de hidrogênio embaça e uma quantidade notável de água é imediatamente liberada. Quando o hidrogênio queima, nada emerge, exceto a mesma água que você viu ser produzida pela chama da vela. Lembre-se de uma circunstância importante: o hidrogênio é a única substância na natureza que produz apenas água quando queimado.
E agora precisamos tentar encontrar evidências adicionais do que é a água, e para isso vou atrasá-los um pouco para que vocês venham para a próxima palestra mais preparados para o nosso tema. Podemos organizar o zinco - que, como você viu, atua sobre a água com a ajuda de um ácido - para que toda a energia seja obtida onde for necessária. Tenho um pólo voltaico atrás de mim e, no final da palestra de hoje, mostrarei o que ele pode fazer para que você saiba com o que lidaremos na próxima vez. Aqui em minhas mãos estão as pontas dos fios que transmitem a corrente da bateria; Vou forçá-los a agir na água.
Já vimos o poder de combustão das limalhas de potássio, zinco e ferro, mas nenhuma dessas substâncias apresenta tanta energia como esta. (Aqui o palestrante conecta as extremidades dos fios provenientes da bateria elétrica e um flash brilhante é produzido.) Essa luz é produzida pela reação de até quarenta círculos de zinco que compõem a bateria. Esta é uma energia que posso segurar à vontade em minhas mãos com a ajuda desses fios, embora me destruísse num instante se eu, por um descuido, aplicasse essa energia em mim mesmo: afinal, é extremamente intensa, e o quantidade de energia, que se destaca aqui antes que você possa contar até cinco (o palestrante conecta novamente os pólos e mostra a descarga elétrica), tão grande que equivale à energia de várias tempestades combinadas. E para que vocês se convençam da intensidade dessa energia, vou conectar as pontas dos fios que transmitem a energia da bateria a uma lima de aço, e talvez consiga queimar a lima desta forma. A fonte dessa energia é uma reação química. Da próxima vez aplicarei essa energia à água e mostrarei os resultados que obtemos.
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