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Como funciona a panela de pressão?

A água ferve normalmente a 100 graus Celsius ao nível do mar e num recipiente aberto. Qualquer que seja o tempo que a água demore para ferver nessas condições, a temperatura continuará a mesma. Se você mantiver alta a chama de gás, depois que a água já estiver fervendo, estará apenas desperdiçando gás. O que estiver dentro da água levará o mesmo tempo para cozinhar. O excesso de calor produzirá apenas a evaporação mais rápida da água.
É possível, entretanto, tornar a água mais quente que 100 graus Celsius, aumentando a pressão. É o que fazem as panelas de pressão. Como são recipientes fechados, conservam o calor e a pressão aumenta. Nessas panelas, em vez de ferver a 100 graus Celsius, a água (e o vapor) atingem temperaturas mais altas, cerca de 120 graus Celsius.
Evidentemente a carne, batata e feijão ou qualquer outro alimento cozinham muito mais depressa. Como o vapor exerce uma pressão considerável, as panelas possuem válvulas de segurança que funcionam quando a pressão atingir um ponto perigoso.
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Por que sentimos mais calor em dias quentes se estivermos vestidos com tons escuros?

No século XVIII, o físico americano Benjamin Franklin realizou a seguinte experiência: num dia de sol, colocou sobre a neve pedaços de tecidos de diferentes cores. Depois de algumas horas, verificou que sob o tecido preto havia se formado uma quantidade de água maior que sob as outras cores; sob o tecido branco, a quantidade de água era a menor.
Concluiu que as cores claras absorvem menos calor que as escuras, fato que podemos facilmente verificar se, num dia quente, colocamos uma roupa preta: sentimos mais calor, pois a roupa estará absorvendo maior quantidade de calor.
A experiência de Benjamin Franklin demonstrou que a capacidade dos tecidos de captarem mais ou menos calor depende da cor que apresentam.
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Quais produtos são usados para fazer fumaça em shows?

São usados três tipos de produtos nos gases colocados nas máquinas de fumaça de shows e danceterias. O mais comum é o gelo seco, que nada mais é que gás carbônico congelado a - 78,5o C.
Outro método, freqüente no teatro, é a mistura de água e glicerina. Esquentada, ela condensa. O único inconveniente é que a fumaça, quando depositada em algum lugar, fica grudenta. 
O terceiro tipo é o mais perigoso. O material empregado é o cloreto de amônia, que, quando esquentado, vira vapor. Ao entrar em contato com o ar, se transforma em partículas que ficam em suspensão. Esse pozinho irrita os olhos e o sistema respiratório.
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Por que os fios telefônicos parecem mais compridos no verão?


Você já observou que tanto os fios telefônicos como os da rede elétrica parecem mais compridos, afrouxados, no verão, quando a temperatura é alta? E no inverno ou em dias muito frios, eles parecem ficar mais esticados? Se nunca prestou atenção, comece a observar.
Mas, por que isso acontece?
Na verdade, é a temperatura excessivamente alta ou baixa que causa isso.
A diferença é que os fios, de uma forma geral, feitos de metal, dilatam-se quando aquecidos. E, portanto quando a temperatura é alta eles parecem mais compridos. O contrário acontece quando a temperatura é extremamente baixa.
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Como provocar chuva artificialmente?

Existem dois tipos de nuvens: frias, cuja maioria tem temperatura abaixo de 0o C e quentes, quase todas acima de 10o C. Por isso, recebem tipos diferentes de bombardeamento. 
As quentes são bombardeadas por aviões com uma solução bastante concentrada de água e cloreto de sódio, o sal de cozinha. É que ele tem propriedades higroscópicas, isto é, atrai água. Por isso, aglutina várias gotículas que, com o peso, caem em forma de chuva. 
Já as nuvens frias são bombardeadas por aviões com iodeto de prata. Quando essa substância toca as poucas gotículas de água existentes, elas viram gelo. Esse rápido congelamento libera calor. Com o aquecimento, o ar quente sobe, causando uma corrente de vento, de baixo para cima, que suga mais ar para a nuvem. A umidade presente nesse novo ar condensa-se, aumentando cada vez mais a nuvem e provocando fortes chuvas.
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Por que sentimos mais frio quando há vento?

Uma geada não fere tanto quando o ar está calmo quanto o faz quando há vento. Mas, qual é o motivo?
Apenas os seres vivos sentem mais o frio quando há vento. Não provoca a queda do termômetro. 
A primeira razão por que sentimos o frio tão agudamente num dia de vento resulta do fato de que o vento expulsa muito mais calor da face e do corpo, de maneira geral, do que em clima calmo, quando a camada envolvente de ar aquecido pelo corpo não é desalojada tão rapidamente por nova porção de ar frio. 
Quanto mais forte o vento tanto maior a massa de ar que entra em contato com sua pele em cada minuto e, consequentemente, tanto maior a quantidade de aquecimento retirado de nosso corpo por minuto. Só isto já é suficiente para sentirmos o frio.
Mas há, ainda, outra razão. Nossa pele sempre elimina um pouco de umidade, mesmo quando o ar está frio. Para transpirar precisamos estar aquecidos. Este aquecimento deriva-se de nosso corpo e da camada envolvente de ar. Quando o ar está parado, a transpiração é lenta, pois a camada de ar adjacente à pele está ainda saturada de vapor e com ar úmido, a evaporação não é tão intensa. Mas quando o ar circundante está em movimento e novas porções sucessivas entram em contato com a pele, a transpiração não é abundante, requerendo muito calor, que retira do corpo.

Quanto atinge o efeito refrescante do vento?

Depende da velocidade do vento e da temperatura do ar. Falando de maneira geral, é muito superior ao que normalmente se julga. Eis aqui uma demonstração da extensão em que um vento reduz a temperatura do corpo. 
Suponha que a temperatura do ar seja de 4o C e que por enquanto, não haja vento. A temperatura superficial do corpo será 31o C. Uma ligeira brisa de 7 km/h, na qual nem as folhas chegam a balançar esfriará a pele em 7o C. 
Um vento capaz de fazer uma bandeira tremular, cuja velocidade é de 21 km/h, esfriará a pele em 22o C, o que deixaria a temperatura superficial a 9o C!
Consequentemente, para calcular o quanto uma geada nos afetará, não é suficiente acompanhar apenas a temperatura; também a velocidade do vento deve ser levada em conta. 
É por isso que as famosas geadas orientais da Sibéria estão longe de serem tão inclementes como podemos pensar, se comparados aos ventos europeus relativamente violentos. Pelo contrário, a Sibéria Oriental distingue-se pela quase completa ausência de vento, especialmente durante o inverno.
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Por que quando está muito frio, nossa pele fica arrepiada?


O arrepio ocorre quando se tem frio. Ele é um estímulo elétrico refletido em estímulo muscular para tentar amenizar o frio sentido. O movimento muscular serve para se queimar um pouco de caloria na região e liberar consequentemente um pouco de energia no processo. Essa energia vai servir para aumentar um pouco a temperatura do corpo. 
Outra coisa que acontece no arrepio é o fechamento dos poros do corpo. Isso acontece para se diminuir a superfície de contato e de perda de calor para o meio.
Quando está frio nossos pelos eriçam para "prender" mais ar entre eles, pois o ar é um isolante térmico e diminui as perdas de calor para o ambiente. O mesmo acontece com os pássaros no inverno. Eles arrepiam suas penas e acumulam ar entre elas.
Aliás, esse é exatamente o processo contrário a suar. Quando suamos, o que fazemos é dar chance à água evaporada de roubar o calor do nosso corpo.
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Por que o gelo é escorregadio?


Quem já ficou em pé sobre uma pista sabe o quanto a tarefa é difícil. Bobeou, você leva um tombo. Antes, o pessoal acreditava que a pressão dos pés sobre o gelo era a culpada. E até com razão. Pressionado, o gelo se funde parcialmente, tornando-se escorregadio.
Mas pesquisas mostraram que a pressão nem sempre é suficiente para fundir a superfície do gelo.
Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, na Califórnia, Estados Unidos, descobriram por que ele causa tantos tombos. O gelo é formado por uma seqüência de camadas de moléculas de água firmemente ligadas umas às outras. As moléculas vibram constantemente, apesar da baixa temperatura. 
Os pesquisadores descobriram que as moléculas da primeira camada trepidam mais rápido do que as das camadas inferiores. Esse ligeiro movimento coloca-as em um estágio intermediário entre o sólido e o líquido. Ou seja, elas se comportam como líquido, porque suas moléculas estão mais agitadas, só que sua temperatura ainda é inferior ao ponto de fusão.
Esse estado intermediário, que os pesquisadores deram o nome de quasi-líquid (quase líquido), diminui muito o atrito entre os patins e o gelo, tornando-o por isso tão escorregadio.
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Por que não conseguimos nos refrescar em dias muito quentes?


Num dia de calor abrasador o vento poderia nos refrescar. Por que, então, isso não acontece?
Isso deve-se ao fato de que nos dias muito quentes o ar é, geralmente, mais quente do que o corpo. 
Não é de se admirar que os ventos o tornem ainda mais quente ainda. 
É um caso em que o ar, em vez de levar o calor do corpo, pelo contrário, o aquece ainda mais. Portanto, quanto maior a massa de ar que entra em contato com o corpo a cada minuto, mais agudamente sentimos o calor, e embora o vento aumente a intensidade da evaporação, não adianta. 
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Por que o ovo fica duro quando cozido, ao contrário das outras comidas, que amolecem?

Quando o ovo se agita dentro da água fervendo, a casca esconde a reação que ocorre por baixo dela: as proteínas do ovo se coagulam, isto é, suas moléculas ficam muito mais próximas umas das outras. Com essa união, o ovo endurece. O que provoca isso é o calor. 
Com as verduras e legumes, é diferente. Esses alimentos têm pouca ou nenhuma proteína e as ligações entre as suas moléculas reagem de outra forma ao calor. Elas se tornam mais frouxas e a comida amolece. Além disso, o ar que existe dentro escapa e ele fica flácido, com aquela aparência pouco apetitosa de bexiga murcha. Só o ovo duro aguenta piquenique familiar, sem problema.
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Onde o gelo derrete mais depressa?

Mesmo que a água tenha a mesma temperatura do ar, o gelo derreterá mais rápido dentro da água.
O primeiro argumento para comprovar isso é que o ar é um bom isolante térmico. As trocas de calor com a água líquida então se darão mais rapidamente. 
O segundo argumento é que para que o gelo derreta, ele precisa receber calor, o que ocorre por convecção, que é a transferência de calor por causa do fluxo de um fluido ao redor de um corpo. Tanto o ar quanto a água ao redor do gelo estão em movimento, formando correntes naturais de convecção. Acontece que a transferência de calor por convecção é muito mais eficiente quando o fluido é um líquido (água) do que um gás (ar). Por isso, o gelo derrete mais rápido quando está em contato com a água.
E, se o recipiente for aberto, o ambiente, os fará entrar em equilíbio térmico.
Durante a fusão, que seria, neste caso, o gelo ao derreter, permanece com a temperatura constante.
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Por que as nuvens de chuva são escuras?

Há nuvens que são brancas como algodão. Ao avistá-las no céu, ninguém se preocupa em pegar o guarda-chuva. Já as nuvens que nos avisam que devemos sair prevenidos são escuras. Mas por que será que elas têm essa característica?
Primeiro, é preciso esclarecer que elas não são escuras por inteiro. Somos nós quem as percebemos dessa forma, porque a base das nuvens de tempestade realmente é mais escura.
As nuvens são um agrupamento de gotículas de água ou de pequenos cristais de gelo. Quando a luz do Sol incide sobre elas, uma parte é refletida e volta para o céu; outra consegue atravessar e uma parte menor é absorvida (de 5% a 10%). 
As nuvens de tempestade são escuras porque a luz solar não consegue atravessá-las. Chamadas de cúmulo-nimbo e nimbo-estrato, elas atingem até 15 quilômetros de altura, têm, formando a sua parte inferior, um círculo com 10 a 20 quilômetros de diâmetro e ficam a mais ou menos mil metros do chão.
A luz solar, quando incide em nuvens desse tipo, acaba sendo refletida, em grande parte, de volta para o espaço. Quem promove essa reflexão da luz são as pedrinhas de gelo e as gotas de água que formam as nuvens. 


É verdade que uma parte da luz até passa para as camadas mais internas dessas nuvens, mas como elas são bastante densas e têm grande profundidade, a quantidade de luz que passa por elas é muito pequena. Uma nuvem de 5.000 metros de profundidade irá refletir cerca de 90% da luz solar que incide sobre ela. Portanto, o que muda não é a cor da nuvem e sim sua permeabilidade aos raios solares. 
As nuvens brancas são mais finas do que as nuvens de tempestade. Por isso é que elas não são escuras. Sabemos que a luz se espalha por todas as direções na medida em que penetra na nuvem, que também é formada por gotas d’água e por gelo. Só que, como as nuvens brancas não são tão espessas, menos luz é perdida no caminho, sobrando mais para emergir na base da nuvem. Por isso as vemos clarinhas.
Só para comparar, é a mesma coisa que acontece no oceano: o fundo fica cada vez mais escuro porque a luminosidade não atinge mais que algumas centenas de metros de profundidade. Por outro lado, nuvens menos espessas são brancas porque as gotículas de vapor d’água que a compõem dispersam todas as cores do espectro luminoso. A soma desse arco-íris, do nosso ponto de vista, é branca. 
Outro ponto importante de esclarecer é que nem sempre uma nuvem escura é sinônimo de tempestade. Mesmo assim, podemos estimar que em 90% dos casos essa relação é verdadeira, pois as nuvens espessas são mais carregadas de gotículas de água e têm mais condição de gerar chuva.
O curioso é que certas nuvens brancas também podem trazer chuva. Isso acontece principalmente no litoral, onde o vapor d’água que forma as gotas de chuva se junta em torno de sais marinhos. Eles são os melhores núcleos para criar gotículas e gerar chuvas.
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Por que o ferro e a madeira, na mesma temperatura, nos dão sensações térmicas diferentes?

A uma mesma temperatura, materiais diferentes podem dar a sensação de mais calor ou mais frio. Tudo depende da intensidade com que transmitem o calor.
O ferro é aproximadamente trezentas vezes melhor condutor de calor que a madeira. Por isso, quando se encosta a mão num objeto de ferro, o material como que rouba o calor da mão, esfriando-a rapidamente.
Com um pedaço de madeira não se percebe esse esfriamento porque a madeira retira o calor da mão muito lentamente.
Essa é a razão pela qual se pode segurar um pedaço de madeira em brasa, por uma extremidade fria, sem queimar a mão. Com uma barra de ferro, nas mesmas condições, a queimadura é certa.
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Por que a cerveja congela quando a tocamos, ao abrir a garrafa?

Primeiramente, a cerveja não congela quando a tocamos mas sim quando abrimos a garrafa.
A cerveja é uma mistura onde o seu maior constituinte é a água. As demais substâncias presentes na solução fazem com que o arranjo molecular da água fique desordenado, isto provoca uma modificação no ponto de solidificação da mesma.
Isso acontece porque o processo de resfriamento da cerveja no congelador ocorre lentamente e sem grandes perturbações mecânicas. Dessa maneira a cerveja atinge uma temperatura abaixo do seu ponto de solidificação sem se solidificar (este fenômeno é denominado sobrefusão ou superfusão).
Além disso, não podemos esquecer que o líquido no interior da garrafa fica submetido a uma pressão maior que a pressão atmosférica o que faz com que seu ponto de solidificação abaixe.
Quando abrimos a garrafa a pressão no seu interior iguala-se à pressão atmosférica e conseqüentemente o ponto de solidificação volta ao seu valor original. Como a cerveja se encontra com uma temperatura abaixo do seu ponto de solidificação, ela congela.
Não podemos esquecer também que a cerveja contém gás carbônico, que promove o rebaixamento crioscópico, ou seja, a presença do gás carbônico (e outras substâncias) na cerveja faz com que o líquido se congele a uma temperatura mais baixa. No momento em que abrimos a garrafa, além do rebaixamento da pressão, há ainda a perda de grande quantidade de gás carbônico. Isso eleva o ponto de congelamento e, às vezes, observamos que o primeiro copo recebe cerveja líquida e do segundo em diante, a cerveja congela fora da garrafa, justamente pela maior perda de gás garbônico.
Então, o que fazer para que a cerveja não congele ao sair do congelador?
O estado de sobrefusão é muito instável e, por isso, qualquer mudança provoca a solidificação brusca do líquido. Uma maneira de evitar que isso não aconteça é segurar a garrafa pelo bojo, pois o calor da mão também contribui para alterar o equilíbrio instável da bebida.
É por essa razão que garçons experientes seguram a garrafa de cerveja pelo gargalo, onde a quantidade de líquido é mínima, para evitar que ela seja servida congelada.
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Por que ouvimos estalos dentro de casa à noite, especialmente se durante o dia a temperatura foi alta?

O som que se ouve a noite não vem de nada debaixo da sua cama e também, nenhum monstro mora lá. O som é real e vem de sua casa ou apartamento e das coisas que estão lá dentro.
Quando um corpo é aquecido, aumentando sua energia térmica, ocorre aumento no estado de agitação das moléculas que o compõem. Estas moléculas precisam de mais espaço e acabam se afastando uma das outras aumentando o volume do corpo. Este fenômeno é conhecido como dilatação térmica. A dilatação térmica ocorre não só quando aquecemos um corpo, mas também quando o resfriamos.
A dilatação térmica pode, então, ocorrer quando temos um aumento no volume de um corpo que sofre variação na sua temperatura ou, quando temos uma diminuição no volume de um corpo também ocorrida por ter sido submetido a uma variação de temperatura.
O som acontece quando as coisas mudam de tamanho, ou melhor, dilatam-se ou contraem-se. Essa dilatação acontece quando há mudança na temperatura ambiente. E é por isso que coisas estalam durante a noite.
Sua casa é construída de materiais que não são muito macios nem flexíveis. Quando sua casa fica maior ou menor, ela produz sons. Isso também é válido para os móveis de seu quarto.
Quando o Sol se põe e as coisas se esfriam, sua casa e a mobília dentro dela se contraem, isto é, ficam menores e produzem os estalos.
Quando os construtores projetam estradas e pontes, certificam-se de deixar espaço para a expansão e para a contração. Você já deve ter notado um espaçamento nos blocos de concreto das ruas e avenidas, bem como nos trilhos do trem ou em algumas pontes. Esse espaçamento é necessário justamente por causa da dilatação que os materiais sofrem. Por exemplo, uma ponte metálica de 300 m de comprimento pode aumentar até 20 cm.


Deformação devido à dilatação
Algo tão simples quanto a diferença entre a temperatura do dia e a da noite é suficiente para provocar rachaduras no cimento, partir fios telefônicos ou até curvar torres elétricas, caso não sejam construídas adequadamente.
E todos esses barulhos (estalos) acontecem de manhã também. Não os ouvimos porque estamos de pé e fazendo nossos próprios sons pela manhã. 
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Por que os cabos das panelas não são feitos de metal?

Os metais são bons condutores de calor, por isso, as panelas são geralmente feitas de metal, para garantir um rápido aquecimento dos alimentos.
Por sua vez, os cabos dessas mesmas panelas são feitos de madeira ou de material plástico (baquelite), que são considerados maus condutores de calor, porque quando a panela está quente, eles sempre se encontram à uma temperatura bem menor, o que nos permite retirar a panela do fogo segurando-a pelo cabo, evitando assim, que queimemos a mão.
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Por que a água no filtro de barro é mais fria do que na temperatura ambiente?

O barro do qual é feito o filtro é um material poroso e permeável. A água que ele guarda, pode entrar nestes poros e rumar lentamente para seu exterior, onde irá evaporar, retirando o calor da água que permanece dentro do pote.
Como as moléculas que se vaporizam absorvem calor, a evaporação produz FRIO POR EVAPORAÇÃO; assim mantendo a água do interior do pote sempre fresca.
O mesmo efeito ocorre quando transpiramos. A função da evaporação do suor é diminuir a temperatura da pele.
Como se vê, antes mesmo de descobrirmos o efeito para usá-lo em nosso benefício (o filtro), a Natureza já tinha presenteado nosso corpo com um belo sistema de arrefecimento.
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Como economizar energia elétrica e preservar melhor os alimentos usando a geladeira?

A função de uma geladeira é manter a temperatura dos alimentos abaixo da temperatura ambiente, retirando calor deles.
Numa geladeira, o mecanismo que retira calor fica localizado no congelador. Ele retira calor do ar que está no congelador e o ar, por sua vez, retira calor dos alimentos.
Para que esse processo ocorra com eficiência, o ar precisa circular dentro da geladeira: o ar frio precisa se deslocar do congelador até os alimentos.
Como isso é possível? Simplesmente colocando o congelador na parte superior, pois o ar frio, sendo mais denso, desce e troca de lugar continuamente com o ar que se aquece em contato com os alimentos. Forma-se, assim, uma corrente de convecção. Se o congelador ficasse embaixo, o ar mais frio ficaria concentrado lá e não subiria. A troca de calor seria, então, pouco eficiente.
A fim de permitir a convecção, as prateleiras das geladeiras são feitas de grade metálica vazada e não de vidro ou outro material maciço.
Como o ar frio vem de cima para baixo, então, os alimentos mais perecíveis (prontos para o consumo) devem ficar bem pertinho do congelador. Nas prateleiras intermediárias, coloque os produtos que estão semi-prontos e na parte debaixo os alimentos crus, como as verduras e as frutas.
Não coloque toalhinhas de plástico nas prateleiras e nem excesso de produtos para não dificultar a passagem do ar.
Facilitando a corrente de convecção dentro da sua geladeira, o motor trabalhará menos e o consumo de energia elétrica será menor.
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Por que os pássaros eriçam suas penas no inverno?

No inverno, quando a temperatura ambiente é baixa, usamos agasalhos para dificultar a transferência de energia de nosso corpo (temperatura mais alta) para o ambiente (temperatura mais baixa). O ar que fica entre as malhas do tecido tem alguma importância neste processo?
Você já deve ter visto um pássaro no inverno, mas se não viu, procure observar. Ele protege-se do frio eriçando as penas e mantendo ar entre elas. Como o ar é um bom isolante térmico, ele dificulta a transferência de energia térmica do corpo do pássaro para o ambiente.
Então, se retirarmos o ar que fica retido entre a lã de um agasalho, ele perderá parte de sua capacidade de isolamento.
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Como se lapida um diamante?

O diamante não é somente matéria prima para as mais delicadas e sofisticadas jóias mas também é nada menos do que a substância mais dura conhecida pelo homem. 
Os diamantes que encontramos hoje na realidade se formaram há cerca de 100.000.000 anos atrás, quando o planeta estava em seu primeiro estágio de resfriamento.
Nesse processo, uma camada de rocha líquida foi submetida a uma intensa pressão e calor, e então partículas de carbono se condensaram em fragmentos altamente cristalizados. Essa extrema pressão a que tais partículas foram submetidas é que a tornaram a substância mais dura conhecida na natureza.
Há duas formas de cortar o diamante bruto: 
* clivagem, que é o método mais comum. O diamante é partido com um rápido golpe. Em algumas pedras, porém, essa técnica não funciona. Usa-se, então, a
* serragem, processo longo e tedioso, feito com uma serra elétrica rotatória ou, mais recentemente, com raios laser. Ocorre pelo atrito das partes menos duras do diamante com um rolo de metal cuja superfície tem uma camada de pó de diamante de 1 vigésimo de milímetro de espessura. Os materiais de igual dureza não se cortam e nem se riscam, mas como o grau de resistência da pedra varia em muitos pontos, o pó acaba agindo nas partes mais fracas. O processo é longo: para uma pedra de 1 quilate (6 a 7 milímetros de diâmetro) são necessárias de 5 a 8 horas de trabalho.
Depois do corte, vem a etapa do bloqueamento, em que o diamante é raspado em outro até que se aproxime do formato desejado. 
As facetas (como são chamadas as várias pequenas faces de um diamante) são feitas na etapa seguinte, chamada de abrilhantamento. A pedra é encaixada na ponta de uma vareta chamada dop e pressionada contra um disco giratório forrado de pó de diamante. 
Em geral, os brilhantes pequenos são lapidados em um único dia. Já nas pedras grandes (acima de 20 gramas) esse trabalho pode levar até mais de um ano!

Você sabia que: diamantes não são naturalmente tão brilhantes? Na realidade é a maneira com a qual eles são lapidados que os torna tão belos, refletindo tanta luz em cada uma de suas facetas. Um diamante utilizado para fazer um brilhante tem geralmente 58 facetas, que são lapidadas utilizando-se um disco de aço girando em alta velocidade com sua borda coberta de pó de diamante e óleo.
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