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Pó vs. Gravidade: Por que pequenas partículas voam no ar, mas a areia e o cascalho não?
Na natureza, a pólvora se comporta de maneira muito diferente da areia e do cascalho, principalmente quando confrontada com os efeitos da gravidade. O fenômeno de pequenas partículas de pólvora dançando no ar desencadeou muitos pensamentos sobre a estrutura e as propriedades físicas da matéria. Este artigo explora como a pólvora pode superar as restrições da gravidade, enquanto a areia e o cascalho não podem voar tão livremente.
O pó é um sólido seco composto por muitas partículas muito finas que flui livremente quando agitado ou inclinado.
A característica dos pós é que suas partículas são pequenas, tornando-os mais suscetíveis a forças externas durante o movimento físico. Os pós são usados em muitas indústrias, desde o processamento de alimentos, como farinha, açúcar, café instantâneo, até pós corantes em produtos farmacêuticos, cosméticos e até mesmo em aplicações industriais. Em contrapartida, quando falamos de areia e cascalho, muitas vezes são partículas mais grossas. O peso e a inércia dessas partículas dificultam seu fluxo sob a ação da gravidade.
Propriedades mecânicas do pó
Geralmente, os pós possuem uma ampla faixa de densidades de massa, que está intimamente relacionada à estrutura de suas partículas. Quando vibrado ou comprimido, o pó pode ficar muito denso e até perder fluidez. Em contraste, a densidade de massa da areia e do cascalho não muda significativamente. Este comportamento diferente pode ser atribuído às forças intermoleculares de van der Waals, que permitem que pequenas partículas se atraiam. Em partículas minúsculas, essa atração se tornará significativa, fazendo com que o pó forme grumos na areia e no cascalho, pois as partículas são maiores, o peso e a inércia não podem ser superados pela fraca força de van der Waals, portanto não haverá agregação de partículas; fenômeno de partículas.
O comportamento de agregação dos pós origina-se de forças fracas de van der Waals, que só podem desempenhar um papel dominante quando as partículas são pequenas e leves.
Transporte e Suspensão
Na atmosfera, os pós são transportados de maneira significativamente diferente dos materiais de granulação grossa. Como as partículas minúsculas têm menos inércia, é mais provável que se movam com o fluxo de ar em vez de correrem em linha reta. É por isso que os pós podem ser perigosos quando inalados. Como as partículas maiores não conseguem passar facilmente pelo sistema de defesa do corpo, as partículas do pó podem penetrar profundamente nos pulmões, causando doenças graves como a silicose.
A força ascendente fornecida pelo movimento aleatório das moléculas de ar e pela turbulência pode resistir ao efeito descendente da gravidade, fazendo com que as partículas de pó fiquem suspensas no ar.
Partículas grossas cairão rapidamente de volta ao solo porque são muito pesadas. Quando a pólvora é perturbada, forma grandes tempestades de poeira que abrangem continentes e oceanos e depois se deposita para formar sedimentos. Por exemplo, há poeira no solo flutuante na superfície da lua, mas não há lamito porque falta a influência do vento e da água.
Riscos da pólvora
Além disso, muitos pós produzidos industrialmente são inflamáveis, especialmente alguns metais e matéria orgânica, como a farinha. Uma vez inflamada, a pólvora, devido à sua elevada área superficial, queimará rapidamente e reagirá de forma explosiva, tornando os riscos bastante elevados para as fábricas que realizam este tipo de trabalho. Devem portanto ser tomadas precauções apropriadas durante o manuseamento de pós.
Os pós têm uma área superficial muito elevada, por isso, uma vez queimados, podem libertar energia sob a forma de uma explosão.
Conclusão
Quer seja pó ou areia, o comportamento destes materiais sólidos é fortemente influenciado pelas suas propriedades físicas. Pequenas partículas de pó podem dançar no ar, mas a areia e o cascalho estão fortemente ligados pela gravidade. Vento ou perturbações mecânicas são fatores-chave que influenciam o comportamento dessas partículas. Por causa disso, as propriedades e aplicações dos pós ainda merecem nossa exploração aprofundada e reflexão adicional: Como as propriedades dos pós e partículas redefinirão nossas vidas no futuro avanço tecnológico?
