O Projeto Refratômetro

INSTITUTO FEDERAL DO NORTE DE MINAS GERAIS

Curso de Engenharia de Alimentos

Diurno

Gustavo Guilherme da Cruz Souza

UTILIZAÇÃO DO REFRATÔMETRO COMO MÉTODO DE ANÁLISE DE BRIX NA PRODUÇÃO DE GELEIAS CASEIRAS NA REGIÃO DE SALINAS - MG

Trabalho apresentado ao Instituto Federal do Norte de Minas – Campus Salinas, como projeto da disciplina de Física II sob orientação do Prof. Dr. Alisson Marques de Miranda.

Salinas

2022

Sumário

1. Introdução        3

2. Objetivos        3

3. Referencial Teórico        3

3.1 Ondas Eletromagnéticas        3

3.1.1 Luz        3

3.1.2 Refração da Luz        3

3.2.2 Leis da Refração        4

3.2.2.1 Primeira Lei da Refração        4

3.2.2.2 Segunda Lei da Refração        4

3.2 Refratômetro        4

3.2.1 Sólidos Solúveis (Brix)        5

3.3 Geleias        5

4. Justificativa        6

5. Metodologia        6

5.1 Captar produtores de geleias em Salinas – MG;        6

5.2 Relacionar os princípios das ondas de luz na utilização do refratômetro;        6

5.3 Utilizar refratômetro e escala brix como meio de análise.        6

6. Resultados Esperados        6

7. Referências Bibliográficas        6

1. Introdução

Quando um raio de luz passa de um meio transparente para outro ele é refratado. O índice de refração depende da temperatura, pressão, natureza da substância e do comprimento de onda. Quando a natureza da substância é uma solução, o índice de refração passa a depender da sua concentração, ou seja, o índice de refração é usado na identificação de substâncias e para determinar a concentração de misturas (OLIVEIRA, 2022).

A partir do refratômetro é possível determinar a identidade do material, baseando-se no índice de refração, podendo assim determinar a concentração de açúcar em um fluido (índice de Brix) em frutas, doces, mel e outros alimentos. De acordo com a Resolução nº 12 de 24 de julho de 1978 a geleia deve apresentar teor de sólidos solúveis total final de no mínimo 62º brix, alterações bruscas no grau brix interferem na qualidade final da geleias (INSTRUTEMP, 2022; EMPEA, 2022).

2. Objetivos

• Captar produtores de geleias em Salinas – MG;
• Relacionar os princípios das ondas de luz na utilização do refratômetro;
• Utilizar refratômetro e escala brix como meio de análise.

3. Referencial Teórico

3.1 Ondas Eletromagnéticas

Ondas são perturbações que atravessam um determinado meio. As ondas mecânicas necessitam de um meio material para se propagar enquanto as ondas eletromagnéticas, podendo se propagar até no vácuo (USP, 2022).

3.1.1 Luz

Na Grécia Antiga, inicialmente haviam duas concepções para a luz. A teoria pitagórica/platônica dizia que a luz era formada por pequenas partículas (sólidos regulares)e a teoria aristotélica dizia que a luz é uma manifestação do meio existente entre o objeto e os olhos (espécie de onda). Já para Platão a luz seria constituída por partículas de fogo. Leucipo e Demócrito traziam a teoria que a luz era como uma espécie de matéria. Euclides (325 a.C – 265 a.C), matemático grego, decidiu estudar a luz com um raio luminoso, e isto fez com que ele conseguisse atribuir características que são utilizadas até hoje (VIEIRA, 2013).

Alguns conceitos que Euclides conseguiu determinar que são utilizados até hoje são: (1) a luz se propaga em linha reta (raio luminoso); (2) um raio luminoso não possui um sentido preferencial; (3) um raio luminoso, ao cruzar com outro, não influencia em sua propagação;(4) o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão (VIEIRA, 2013).

3.1.2 Refração da Luz

Um feixe de luz pode mudar em um meio de propagação, podendo assim gerais pois efeitos: a reflexão e a refração. A refração ocorre devido a velocidade da luz que varia com a mudança de meio, de forma que o índice de refração n é definido como a relação entre velocidade da luz no vácuo c e a velocidade da luz nesse meio v (UFMG, 2022).

A lei de Snell-Descartes, conhecida como lei de Snell ou lei de Descartes, se resume a uma expressão que dá o desvio angular sofrido por um raio de luz ao passar para um meio diferente. Cada meio apresenta um tipo de resistência à passagem da radiação, que depende do comprimento da onda. Essa resistência é conhecida como índice de refração (n) definida pela expressão:

[pic 1]

Onde c = 3 x 108 m/s é a velocidade da luz e v é a velocidade em um certo meio (PILLING, 2022).

3.2.2 Leis da Refração

Considerando dois meios 1 e 2 e um feixe de luz estreito, que se propaga inicialmente no meio 1, e dirige-se para o meio 2. Uma parte da luz consegue penetrar no meio 2 e dependendo do meio possui velocidade diferentes nos dois meios. Neste caso, ocorre a refração, o raio que representa o feixe incidente é o raio incidente, e o raio que apresenta o feixe refratado é o raio refratado ou transmitido (PILLING, 2022).

3.2.2.1 Primeira Lei da Refração

De acordo com Pilling (2022) se considerarmos o raio incidente, a normal e o raio refratado, no ponto de incidência, estão contidos no mesmo plano. A normal é uma reta perpendicular à superfície no ponto de incidência , θ1 é denominado ângulo de incidência entre o raio e a normal e θ2 é ângulo de refração entre raio e a normal.

3.2.2.2 Segunda Lei da Refração

Ainda segundo Pilling (2022) os senos dos ângulos de incidência e refração são diretamente proporcionais às velocidades da onda nos respectivos meios.

[pic 2]

3.2 Refratômetro

O refratômetro é um instrumento óptico usado para medição de índice de refração de substâncias translúcidas. O refratômetro faz uso do princípio de ângulo crítico/ângulo limite de reflexão total, a luz que passa de um meio ao outro sofre refração (mudança de ângulo de incidência) que através de escalas pode revelar características próprias do material (INSTRUTEMP, 2022).