Processo de Eletrização por Atrito

Olá, como vão?

A matéria possui átomos, que por sua vez apresentam elétrons e prótons. Estes têm cargas elétricas opostas e, por este motivo, falamos que elétrons têm cargas negativas e prótons, positivas. A ideia aqui é indicar oposição – poderíamos falar que elétrons têm carga branca e próton, negra (bem, poderíamos teoricamente – a ideia de positivo e negativo está muito difundida e a mudança traria um bocado de problemas).

Pelo fato da matéria possuir cargas positivas e negativas, podemos afirmar que ela sempre estará carregada eletricamente? Não. Para que algo esteja carregado eletricamente, é necessário haver diferença entre a quantidade de elétrons e prótons. Caso haja mais elétrons que prótons, o corpo estará carregado negativamente. Se houver mais prótons que elétrons, ele estará carregado positivamente.

Eletrizar um corpo significa criar condições para que as quantidades de elétrons e prótons sejam diferentes. Então, podemos pensar no seguinte: se retiramos elétrons de corpo inicialmente neutro, a quantidade de prótons passará a ser maior que a quantidade de elétrons e o corpo estará carregado positivamente, correto? Correto! Se acrescentarmos elétrons, o corpo fica negativo? Sim! E se retiramos prótons? Você pode pensar agora – já sei, ele fica negativo. Cuidado, Física não é Matemática. Matematicamente, a conclusão está perfeita, mas retirar prótons é algo “meio” complicado – eles estão fortemente ligados ao núcleo do átomo e retirá-los envolveria uma quantidade de energia absurda (não tente fazer isto em casa – você provocar uma reação nuclear e destruir o mundo – rsrsrsr…). Sendo assim, um processo de eletrização envolve a modificação da quantidade de elétrons.

Dentre os processos de eletrização, existe um que se chama Processo de Eletrização por Atrito. Por se tratar de um artigo de nível básico, não vou entrar em detalhes mais profundos. Então, quando você esfrega dois corpos de materiais diferentes, você estabelece um “super contato” entre parte de suas superfícies, possibilitando a transferência de elétrons de um para o outro. Para sabermos quem perde e quem ganha elétrons, precisamos de uma tabela chamada Série Triboelétrica. Ela apresenta uma sequência de materiais em ordem de “apatite” por elétrons. Veja um exemplo.

processo de eletrizacao por atrito

De acordo com a tabela, a pele de gato é mais “apetitosa” por elétrons do que o vidro. Assim, se você esfregar um ao outro, o vidro vai perder parte de seus elétrons – ficando positivo e a pele de gato vai receber alegremente estes elétrons, ficando negativa.

Você pode estar se perguntando: professor, eu preciso decorar esta tabela? Não, não! Você tem que saber usá-la. É verdade que alguns exercícios requerem que você construa sua própria mini tabela, mas o enunciado te dá as condições para isto e você vai conseguir se tiver captado a ideia corretamente.

Na sequência, proponho um vídeo com uma experiência que envolve o que acabamos de apresentar.

Legal? É legal, mas há alguns alguns comentários que precisamos fazer. O apresentador afirma que “a bexiga rouba elétrons do cabelo”. Como que ele sabe disto? Ele consultou alguma Série Triboelétrica para afirmar tal coisa? Ele também afirma que os elétrons do palito são repelidos e os prótons atraídos. Aqui há dois erros conceituais graves. Primeiro, como já sugerimos, os prótons estão presos ao núcleo do átomo – então eles não podem ser atraídos pela suposta carga negativa da bexiga. Depois, o palito é feito de madeira, que é isolante. Por este motivo, os elétrons não têm mobilidade para serem repelidos. Então, por que o palito mexe? Isto acontece por causa da reorganização de, pelo menos, parte de suas moléculas em função da presença da bexiga carregada (polarização) e não porque elétrons sejam repelidos ou atraídos (o que é possível em condutores e é chamado de indução).

E no finalzinho, o apresentador diz que para a experiência dar certo, o tempo tem que estar seco. Por quê?

Abraço a todos,

Prof. Douglas Almeida

9 Comentários

  • Bruno

    Ele não afirma que o experimento NECESSARIAMENTE dará errado com tempo úmido, só diz que terá chance de não funcionar. Isso deve-se ao fato da umidade descarregar corpos eletrizados, atuando de modo “semelhante” a um fio terra…

  • Bruno

    Olá professor,
    Li esta informação em um livro didático, mas nunca me questionei a respeito da justificativa. Pesquisando na internet vi que esse fenômeno deve-se ao fato das moléculas d’água, associadas a impurezas, tornarem-se condutoras. A informação procede? Me parece coerente… E se pararmos para pensar, justificaria a oxidação mais rápida no litoral (maresia + alta pressão) e também a os frequentes choques na porta de carros em dias secos.

  • Prof. Douglas Almeida

    Olá Bruno,
    Admitindo-se que o termo impureza está sendo usado segundo uma visão química, ou seja, é qualquer coisa diferente de H20, entre estas “intrusas” estão as condutoras de eletricidade e, assim, o ar úmido pode ser condutor. Mais uma perguntinha para você – e se considerarmos que a água presente no ar úmido seja pura, ele será condutor?

  • Bruno

    Acredito que a água, quando pura, seja isolante por não apresentar íons livres (não eletrolítica). Mas na atmosfera, próximo ao solo, a água é 100% pura?

  • Prof. Douglas Almeida

    Bruno,
    Você está certo. Então, o que torna o ar úmido condutor, não é a água em si, mas o conjunto água + partículas carregadas. O resultado da evaporação é água pura, mas na atmosfera, não – justamente por causa da presença das partículas suspensas. Assim, propus apenas uma “brincadeira” conceitual na última pergunta.
    Abraço,
    Douglas

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