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Você sabe como os pós se aglomeram devido a forças moleculares fracas?
Um pó é um sólido seco composto de muitas partículas muito finas que flui livremente quando agitado ou inclinado. Os pós são considerados uma subcategoria especial de materiais granulares, embora os termos "pó" e "granular" sejam às vezes usados para distinguir entre as diferentes categorias de materiais. Pós referem-se especificamente a materiais que têm partículas finas e, portanto, são mais propensos a formar grumos ao fluir, enquanto grânulos geralmente se referem a materiais que têm partículas mais grossas e geralmente não formam grumos, exceto quando molhados.
Muitos produtos manufaturados existem na forma de pó, como farinha, açúcar, café moído, leite em pó, toner para fotocopiadora, pólvora, pós cosméticos e alguns medicamentos.
Na natureza, poeira, areia fina e neve, cinzas vulcânicas e a camada superior do solo na superfície da lua são exemplos de pós. Devido à sua importância na indústria, na medicina e nas ciências da terra, os pós são estudados em detalhes por engenheiros químicos, engenheiros mecânicos, químicos, físicos, geólogos e pesquisadores de outras áreas.
Propriedades mecânicas dos pós
Os pós geralmente têm uma densidade geral muito maior, tanto na faixa compactada quanto na solta, do que os materiais de partículas grossas. Quando polvilhado, o pó pode parecer muito leve e fofo; após vibração ou compressão, ele pode se tornar muito denso e até perder a capacidade de fluir. Em contraste, a densidade geral da areia grossa não muda significativamente. O comportamento de aglomeração dos pós se origina das forças moleculares de van der Waals, que fazem com que partículas individuais adiram umas às outras. Essa força não existe apenas na pólvora, mas também na areia e no cascalho. Entretanto, nesses materiais de granulação grossa, o peso e a inércia das partículas individuais são muito maiores do que as forças de van der Waals, muito fracas, de modo que as pequenas adesões entre as partículas não têm um efeito dominante no comportamento geral do material. Somente quando as partículas são muito pequenas e leves é que as forças de van der Waals dominam, fazendo com que o material se aglomere como um pó.
O limite entre a condição de fluxo e a condição viscosa pode ser determinado por experimentos simples.
Muitos outros comportamentos do pó são características comuns a todos os materiais granulares, incluindo classificação, estratificação, bloqueio e desbloqueio, fragilidade, perda de energia cinética, cisalhamento por atrito, compactação e expansão de Reynolds.
Transporte de pós
Os pós são transportados pela atmosfera de forma diferente dos materiais particulados grosseiros. Primeiro, partículas minúsculas têm pouca inércia para lidar com o arrasto do gás circundante, então elas tendem a se mover com o fluxo em vez de viajar em linha reta. Portanto, o pó pode apresentar risco de inalação. Partículas maiores não conseguem penetrar nas defesas do corpo nas cavidades nasais e sinusais, mas atacam e aderem às membranas mucosas. O corpo então limpa as partículas eliminando o muco. Partículas menores, por outro lado, podem atingir os pulmões diretamente e não podem ser expelidas.
Doenças graves e às vezes fatais, como a silicose, podem resultar da exposição a certos pós sem proteção respiratória adequada.
Além disso, se as partículas de pó forem pequenas o suficiente, elas podem permanecer suspensas na atmosfera por períodos consideráveis de tempo. O movimento aleatório das moléculas de ar e a turbulência fornecem uma força ascendente que pode neutralizar o efeito descendente da gravidade. Em contraste, partículas grossas são muito pesadas e caem imediatamente de volta ao solo. Uma vez perturbada, a poeira pode formar grandes tempestades de poeira que varrem continentes e oceanos antes de retornar à superfície. Isso explica por que quase não há poeira nociva no ambiente natural.
Risco de explosão
Muitos pós comuns fabricados na indústria são combustíveis, particularmente materiais metálicos ou orgânicos, como farinha. Como o pó tem uma área de superfície tão grande, uma vez inflamado, ele pode queimar com força explosiva. Portanto, instalações como moinhos de farinha que não possuem medidas adequadas de proteção contra poeira podem ficar vulneráveis a tais explosões.
Alguns metais são particularmente perigosos na forma de pó, especialmente o titânio.
Comparados a outras substâncias, os pós têm propriedades únicas. Uma pasta ou gel seco pode se tornar um pó quando completamente seco, mas não é considerado um pó quando molhado porque não flui livremente. Materiais como argila seca, embora sejam sólidos secos compostos de partículas muito finas, não são considerados pós, a menos que sejam triturados, porque as forças de coesão entre as partículas são muito fortes para fluir livremente como um pó. Líquidos fluem de forma diferente de pós porque não conseguem resistir a nenhuma tensão de cisalhamento e, portanto, não conseguem permanecer estáveis em um ângulo inclinado (ou seja, seu ângulo de repouso é zero). Um pó, por outro lado, é um sólido porque pode suportar tensão de cisalhamento e, portanto, exibir um ângulo de repouso.
O comportamento dos pós é uma área importante de pesquisa em materiais particulados, e sua compreensão é crucial tanto do ponto de vista da tecnologia industrial quanto do risco à saúde. Neste campo científico, o que mais precisamos pensar é como utilizar com segurança as propriedades dessas minúsculas partículas para beneficiar a vida e o trabalho humanos?
