Física debaixo d’água

chuveiro elétrico

O chuveiro elétrico foi inventado no Brasil na primeira metade do século 20 (Foto: Dudu Viana / Flickr / CC BY-SA 2.0)

Muita gente gosta de tomar banho quente. Para dizer a verdade, quando está frio é duro mesmo entrar na água gelada! Por isso, ao longo do tempo foram inventadas várias maneiras de esquentar a água do banho: em alguns lugares, isso é feito queimando-se gás ou lenha; em outros, é o Sol que aquece o cano onde está a água. Mas, em uma boa parte das casas aqui do Brasil, as pessoas usam um chuveiro elétrico. Você sabe como ele funciona?

Para esquentar água, esses chuveiros usam uma resistência elétrica – um fio de metal bem enrolado sobre si mesmo, como numa trança muito pequena. O metal do fio é constituído de átomos que estão arrumados em posições fixas, a uma certa distância uns dos outros – como as carteiras dos alunos numa sala de aula.

Porém, ao contrário das carteiras, os átomos não estão exatamente parados, mas se mexendo um pouquinho pra lá e pra cá. Quando fazemos passar uma corrente elétrica pelo fio, damos movimento a uma boa parte dos elétrons que zunem ao redor dos núcleos destes átomos, empurrando todos aproximadamente na mesma direção ao longo do fio.

torradeira

As resistências elétricas são usadas não só nos chuveiros elétricos, mas também para esquentar o pão na torradeira elétrica, ou o ar no secador de cabelos (Foto: Yamada Taro)

Esses elétrons vão esbarrando nos átomos que encontram pelo caminho, fazendo-os balançar mais ainda – mais ou menos como uma enxurrada de alunos que sai correndo pela sala após ouvir a sineta do recreio, esbarrando nas carteiras que estiverem pela frente. Esse movimento aumentado dos átomos do fio é o que percebemos como um aumento de temperatura.

Ao colocar a água em contato com o fio quente, a água se aquece e podemos tomar um gostoso banho morno! Agora, se a água ainda estiver fria demais para o seu gosto, não tem problema: você pode esquentá-la mais ainda de pelo menos duas maneiras diferentes.

lâmpada

Numa lâmpada incandescente, o objetivo não é esquentar, e sim iluminar, mas a resistência elétrica dentro da lâmpada acaba fazendo as duas coisas. O enrolamento aumenta o efeito da resistência, mas, mesmo que o fio não estivesse enrolado, ele ainda esquentaria (Foto: Chuck Coker / Flickr / CC BY-ND 2.0)

Em primeiro lugar, você pode diminuir a quantidade de água que passa pela resistência. Assim, o mesmo calor gerado pelo fio vai se distribuir por uma quantidade menor de água, que, portanto, vai esquentar mais.

O problema é que isso também diminui a quantidade de água que cai do chuveiro, e você pode não gostar de tomar banho com um magro filete de água caindo, ainda que quente. Você pode, então, colocar o seletor do chuveiro na posição “inverno”, o que muda o valor da resistência elétrica dentro do chuveiro e faz com que ela dê mais calor para a água.

Bom, da próxima vez que for tomar um banho morno, já sabe: tem muita física dentro do chuveiro! Um abraço e até 2013!

Matéria publicada em 26.12.2012

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Beto Pimentel

O autor da coluna A aventura da física é apaixonado por essa ciência desde garoto. Hoje, curte também dar aulas e fazer atividades criativas em contato com a natureza e com as outras pessoas.

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