Lâmpadas de Lava

As lâmpadas de lava 🌋tomam partido do Princípio de Arquimedes. Mas como funcionam?

   O segredo por trás do funcionamento destas lâmpadas é a variação de densidade da lava.
   Quando a lava é menos densa que o líquido envolvente, ela flutua e ascende para a superfície e quando é mais densa desce para o fundo.  A lava é constituída por cera, e outros produtos, e o líquido translúcido é predominantemente constituído por água 💧.

   Os dois líquidos têm densidades semelhantes, mas a cera é ligeiramente mais densa, ou seja, para o mesmo volume de água e cera, a cera é ligeiramente mais pesada, o que queria dizer que a cera deveria  manter-se sempre no fundo da lâmpada. Mas, claramente, não é isso que acontece!

Mas como varia essa densidade para que a cera se mova de forma ascendente e descendente?


   No fundo do candeeiro existe uma lâmpada que aquece a cera, variando então a sua densidade (ou massa volúmica). Um fio de metal em espiral transmite o calor para a cera, o que faz com que as suas partículas fiquem mais agitadas e como resultado, a cera expande.  O seu volume aumenta apesar da sua massa ser exatamente a mesma, o que a torna menos densa que a água.
Densidade (d) ou  massa volúmica ()


  Desta maneira, a cera ascende e entra o Princípio de Arquimedes em ação. Quando um objeto, como uma bolha de cera é imersa em água é sujeita a uma força ascendente igual ao peso da água  que é deslocada neste movimento - a impulsão (1).  O objeto é sujeito a forças exercidas pela água em todas as direções em torno dele, mas a mais intensa dessas forças é a ascendente, pois a pressão aumenta à medida que descemos em profundidade na água ( A Lei Fundamental da Hidrostática explica-nos que: a pressão na superfície da água é igual à pressão atmosférica, p0, mas a pressão a uma determinada profundidade, h, vai ser igual à soma da pressão atmosférica com o produto entre a densidade da água, o módulo da aceleração gravítica e a profundidade, h, a que situa o ponto - (2) ). Quanto maior o volume do objeto, mais água é movimentada e quanta maior quantidade de aguá se desloca, maior é a força de impulsão.
Resultado de imagem para impulsão formula


(1) Impulsão / Empuxo (variante brasileira) e o peso


Resultado de imagem para pressão lei de stevin formula

(2) Lei Fundamental da Hidrostática




Fontes (consultado em março de 2019):
https://www.colegioweb.com.br/wp-content/uploads/19015.jpg
 https://science.howstuffworks.com/innovation/science-questions/how-does-lava-lamp-work.htm
https://www.youtube.com/watch?v=DL3Ez9bxMTo&feature=youtu.be
https://www.manualdaquimica.com/quimica-geral/densidade.htm
https://www.google.com/search?biw=1366&bih=625&tbm=isch&sa=1&ei=rz6hXJjrDKPVgweCg4LoCQ&q=impuls%C3%A3o+formula&oq=impu&gs_l=img.1.0.35i39j0l9.15275.16892..18046...1.0..0.194.608.3j2......1....1..gws-wiz-img.......0i67j0i19j0i10i19j0i30i19j0i5i30i19.wrC-7ecUcH8#imgrc=_ycaKZJJz7G59M:

Comentários