Universo Animangá: A Ciência de Dr. Stone

Vamos para a parte 8 da série Ciência de Dr. Stone!

Hoje começo com os primeiros tópicos apresentados no Arco da Era da Exploração, que será o próximo arco adaptado para anime em 2023!

Um dos primeiros instrumentos que Senku cria para ajudá-lo a entender o clima é um termômetro.

Termômetros funcionam com base no fato de que materiais aumentam de tamanho quando esquentam, pois as moléculas das quais são feitos recebem mais energia e ficam mais agitadas. E essa expansão é diretamente proporcional à quantidade de calor adicionada, o que significa que podemos relacionar as duas por uma proporção.

Então funciona assim: coloca-se um pouco de mercúrio em um tubo e depois é feita a escala. Estamos mais acostumados com a escala Celsius, que vai de 0 a 100 graus, sendo que 0°C é a temperatura em que água vira gelo e 100ºC é a que água vira vapor. Por isso na hora de riscar a escala no termômetro é necessário colocá-lo no gelo (para saber em que ponto o mercúrio fica quando está a 0°C) e depois na água fervendo (para marcar o 100°C). Depois é só dividir o espaço entre essas duas medidas em medidas menores, finalizando a escala.

Quando a temperatura aumenta, o mercúrio expande dentro do tubo e o seu crescimento é proporcional à quantidade de calor, então ele vai apontar certinho na escala qual a temperatura. Ah, o mercúrio é usado porque ele é um metal que continua líquido e expandindo corretamente em toda a escala.

Na busca por alimentos para a viagem, o Reino da Ciência correu para plantar trigo e fazer pão. Então veio uma questão importante na plantação: o pH do solo.

pH significa potencial de hidrogênio e é uma escala que mede a concentração de hidrogênio de qualquer lugar. Essa concentração de hidrogênio é importante porque ela diz se algo é ácido, neutro ou base (base também é chamado de alcalino). Normalmente vai de 0 a 14, quanto mais perto de 0 mais ácida e quanto mais perto de 14 mais alcalina, sendo o neutro nos arredores de 7. Alguns exemplos de pH: ácido de bateria (pH = menos de 1), vinagre (pH=3), água pura (pH=7), soda cáustica (pH=13,5).

O solo para plantação precisa ter um pH entre 5,5 e 6,5 para que as plantas tenham melhor acesso aos nutrientes, por isso é essencial que sejam feitas essas medidas. Chrome, sem perceber, consegue lidar com um solo ácido jogando conchas moídas nele. Sabe por que isso funciona? Porque as conchas moídas são alcalinas, então há um equilíbrio na acidez, jogando o pH mais para o meio da escala. Essa é uma das funções dos fertilizantes também!

Para medir o pH, Senku usa o papel de tornassol, que é uma fita de papel misturada com uma solução química que a faz mudar de cor quando exposta a alguma solução. Quanto mais ácida a solução mais para o vermelho o papel fica, e quanto mais alcalina mais azulado fica. Normalmente o papel fica roxo se a solução for neutra como a água. É bem fácil de comprar esses papéis se você quiser fazer testes com substâncias em casa.

Agora vamos para um dos processos mais interessantes de estudar e que foi mostrado nesse pedaço do mangá: a fotografia.

Desde muito tempo as pessoas fazem experimentos com luz e alguns deles são bem memoráveis, como a da câmara escura. Consiste em um ambiente fechado e totalmente escuro com um único furo por onde a luz entra; tudo que estiver na frente desse furo é projetado de cabeça para baixo e reduzido dentro do ambiente escuro. Na imagem abaixo também dá pra ver como funciona:

As pessoas ficaram fascinadas com a câmara escura, mas queriam algo mais: será que era possível capturar para sempre o que foi projetado?

Muitos processos foram inventados para tentar a captura de imagens e em 1839 foi anunciado o primeiro equipamento comercial que prometia isso: o daguerreótipo, nome em homenagem ao criador, Louis Daguerre. Era basicamente uma câmara escura numa caixa com uma lente que abre e fecha para entrada da luz e um segredo essencial: uma placa de material sensível à luz no fundo. Quando a lente era aberta e a luz entrava, ela queimava a placa e deixava marcada a imagem. Só que isso exigia muito tempo de exposição, a pessoa tinha que deixar o daguerreótipo por vários minutos capturando a imagem.

A placa sensível à luz é chamada de filme e o Senku usou um processo bem curioso para fazer o seu próprio.

Primeiro ele misturou hidróxido de sódio (a já conhecida soda cáustica) com prata e amônia, ainda na fase de fazer um espelho. O objetivo dele é criar nitrato de prata (que é a união de moléculas da prata com o nitrogênio da amônia e o oxigênio da soda cáustica). Não encontrei uma explicação se é simplesmente misturar os três que chegamos ao nitrato de prata, se alguém que entenda mais de química quiser deixar uma explicação nos comentários fique à vontade!

O próximo passo foi colocar a placa de vidro com nitrato de prata na caixa e enchê-la de água salgada. Isso é feito porque a mistura do nitrato de prata com o sal (cloreto de sódio) gera uma reação que cria outra substância: cloreto de prata, que é sensível à luz do sol. Quando a luz encontra a placa com essa substância ela queima definitivamente a imagem. Está criada a fotografia!

A diferença das câmeras criadas posteriormente é que o filme foi ficando cada vez mais sofisticado, ao ponto de a resolução melhorar absurdamente e o tempo de exposição ser de apenas instantes. Já as câmeras digitais não possuem filme, a luz é captada por sensores que transformam digitalmente o que foi captado em pixels da foto.

No próximo post dessa série vou comentar os conteúdos relacionados à navegação: radares, sonares e, é claro, o navio!

Confira todas as partes que já fiz (é só clicar na imagem):