Como os propelentes movem as coisas: do chantilly ao combustível de foguete

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É física simples. Você precisa de algo para expandir rapidamente para impulsionar outra coisa. Esse algo é chamado de propelente. Pode ser um gás. Um líquido. Ou um sólido. O objetivo é sempre o mesmo: transmitir movimento.

Na sua cozinha, o propelente provavelmente está escondido à vista de todos. Pense naquela lata de chantilly. Ele não se lança para cima. Ele viaja em uma onda de gás comprimido. O óxido nitroso é o suspeito usual aqui. O dióxido de carbono também funciona. Esses gases permanecem gasosos sob pressão. Eles se expandem quando você pressiona o bico. O produto segue. Simples.

Mas nem todos os propelentes permanecem gasosos. Alguns liquefazem sob pressão. Então eles vaporizam instantaneamente após serem liberados. Esta mudança de fase adiciona impulso. Ajuda a expulsar a substância com mais força.

As regras para estes gases mudaram. Durante décadas, cosméticos, tintas e inseticidas utilizaram hidrocarbonetos halogenados. Especificamente, hidrocarbonetos fluorados. Eles foram eficazes. Eles funcionaram bem. Então os cientistas perceberam que estavam destruindo a camada de ozônio. A ameaça à atmosfera da Terra era clara. Os governos intervieram. Muitos países proibiram estes produtos químicos. Agora você só os encontra em usos essenciais. Algumas drogas. Pesticidas. Lubrificantes. Produtos de limpeza para equipamentos eletrônicos delicados. Você não os verá mais em uma lata comum de tinta spray.

Propelentes são qualquer gás, líquido ou sólido usado para transmitir movimento por meio de expansão.

Olhe além da lata de aerossol. O princípio aplica-se a aplicações muito mais violentas. Foguetes. Armas. Equipamento militar. Aqui, o propelente sofre combustão rápida. Transforma-se em gás. A expansão cria uma pressão imensa. O objeto se move.

A pólvora negra foi a solução original durante séculos. Disparou balas. Lançou os primeiros foguetes. Serviu bem até o século XX. Depois veio a pólvora de base dupla. É uma mistura de nitroglicerina e nitrocelulose. Aproximadamente quarenta por cento de nitroglicerina. Sessenta por cento de nitrocelulose. Queima de forma diferente. É mais consistente.

A ciência moderna avançou ainda mais. Agora temos propulsores de perclorato fundidos. Estes usam perclorato como oxidante. Óleos ou borrachas atuam como combustível. Propelentes compostos também são comuns. Eles usam um fichário de plástico. Os ingredientes ativos podem ser picrato de amônio, nitrato de potássio ou nitrato de sódio. A química é complexa. O resultado é um impulso previsível.

Os propelentes líquidos oferecem outro conjunto de opções. Eles nem sempre estão misturados. Monopropelentes como o nitrometano contêm combustível e oxidante. Eles só precisam de uma faísca. Ou um catalisador. Eles acendem externamente.

Os bipropelentes são diferentes. Eles mantêm o combustível e o oxidante separados. O oxigênio líquido encontra o hidrogênio líquido. Eles ficam em tanques diferentes. Eles são injetados em uma câmara de combustão no último segundo. A explosão acontece dentro do motor.

Os multipropelentes vão um passo além. Eles usam vários oxidantes. Vários combustíveis. A mistura é adaptada para requisitos específicos da missão.

Por que isso é importante para você? É importante porque o movimento é a base da vida moderna. A comida que você come. O remédio que você toma. Os veículos que transportam mercadorias através dos oceanos. Todos dependem de expansão controlada. Passamos da pólvora negra