Grupo 1.
E.E.Anhanguera (lapa)
Turma:manhã
Nayara Tomachige. Nº21 2ºF
Vitor Gomes Garcia. Nº31
Esperamos que gostem.
quarta-feira, 23 de junho de 2010
quarta-feira, 16 de junho de 2010
Experiências de Joule. Equivalência trabalho-calor
Foi o debate que no século XIX se estabeleceu sobre a natureza do calor que permitiu que, pouco a pouco, se impusesse a noção geral de energia.
Já nos séculos XVII e XVIII havia uma forte corrente de opinião a favor de uma teoria mecânica do calor mas faltavam ainda elementos experimentais para a consubstanciar.
Rumford (1753-1814) observou as extraordinárias quantidades de calor que se produziam no fabrico de canhões, como Inspector Geral de Artilharia, na Baviera, quando estes eram furados e polidos, e concluiu que, por fricção, se pode produzir calor indefinidamente, admitindo ainda que esse calor provinha do trabalho das máquinas utilizadas. Não fez, todavia, qualquer sugestão quanto a existir uma relação bem definida entre calor e trabalho.
Foi Mayer (1814-1878) o primeiro que admitiu a existência dessa relação e James Prescott Joule (1818-1889) quem o confirmou experimentalmente.
Joule verificou que, para um certo valor de energia mecânica que fazia funcionar um dínamo, era sempre o mesmo valor de calor produzido pela corrente eléctrica fornecida pelo dínamo. (Um dínamo é um dispositivo que possui um íman em movimento de rotação dentro de uma bobina de fio espiralado, induzindo esse movimento uma corrente eléctrica no fio condutor, corrente essa que muda de sentido em cada meia volta do íman, designando-se por isso de corrente alterna, corrente essa que faz aquecer o fio onde ela é induzida – efeito de Joule).
Isto convenceu-o de que existiria, de facto, uma equivalência entre trabalho e calor.
Joule levou então a cabo experiências com o propósito de demonstrar esta equivalência, as experiências das palhetas girando dentro de um líquido, como a água.
Deixavam-se cair dois corpos, de massas M1 e M2, de uma altura h, ligados por fios inextensíveis e de massas desprezáveis a um eixo que fazia girar várias palhetas dentro de água de um calorímetro, que possui um termómetro a ele ligado, devido à diminuição da energia mecânica dos corpos, produzindo-se o aquecimento desta.
O aquecimento da água era equivalente a ter sido transferida, para ela, a energia , sendo a capacidade calorífica específica da água, ou capacidade térmica mássica da água, a sua massa e a elevação da sua temperatura.
A fim de conseguir uma elevação de temperatura apreciável, Joule fez cair os corpos dezenas de vezes seguidas.
Para simplificar o raciocínio vamos supor, no que se segue, que cada corpo só caiu uma vez e vamos supor também que só a água aquece. (Não podemos esquecer todavia que o calorímetro que a contém, o termómetro e as palhetas também aquecem. Só que o elevado valor da capacidade térmica mássica da água justifica essa aproximação).
Para conseguir o movimento das palhetas dentro da água era necessário vencer a resistência desta e, assim, realizar trabalho sobre ela. Esse trabalho, , mede a diminuição da energia mecânica dos corpos que chegam ao fim da queda com energia cinética, , de valor inferior ao da energia potencial gravítica, , que os corpos possuíam inicialmente em repouso a uma certa altura h, antes de se iniciar a queda. Temos então:
em que é a velocidade dos corpos de massa M1 e M2, no fim da queda, e h a altura desta.
Joule realizou várias experiências substituindo a água por mercúrio e óleo, mantendo as palhetas a moverem-se dentro destes líquidos, como realizou outras experiências com motores eléctricos e dínamos. Posteriormente, e por processos diferentes, outras determinações foram feitas, todas elas concordantes com a de Joule.
A conclusão a que chegou foi de que se podia considerar constante a razão entre e , ou seja de que é constante a razão entre trabalho e calor, tal que:
em que é uma constante (a letra foi usada para homenagear Joule) cujo valor é 4,1855 J cal-1. Esta constante, muitas vezes designada por "equivalente mecânico de calor", mais não é do que um factor de conversão de unidades. (Não confundir , equivalente mecânico de calor, com J (joule), símbolo da unidade SI de energia, assim também escolhida em homenagem a Joule).
A ideia de que a energia não pode ser criada nem destruída (Lei da Conservação da Energia) também se impôs nesta altura.
Como curiosidade é de referir que Joule, que não era um físico profissional mas sim cervejeiro em Manchester, dedicou 40 anos da sua vida a estas experiências. Até durante uma visita à Suiça mediu a temperatura da água no cimo e na base de uma queda de água de cerca de 50 m, verificando, como estava à espera, que a temperatura na base da queda tinha um valor um pouco superior ao valor no cimo da mesma.
RESUMO DA AULA:
Como aprendemos nas aulas sobre Joule,ele criou uma forma de que podemos transformar energia mecânica em energia térmica,como no exemplo de uma caixa sendo movimentada pra cima e pra baixo,ligada num recipiente d'agua ligados em uma hélice,o movimento que a caixa irá fazer,irá automaticamente movimentar a hélice e assim aquecer água.
Aprendemos também que a energia gravitacional precisa de:
-altura do objeto(h);
-aceleração da gravidade e por final;
-da massa do objeto,
Como no exemplo de uma represa em queda,transformando-se em energia elétrica.
Calor específico
RESUMO DA AULA:
Calor específico da água
É a quantidade de calor necessária para elevar uma unidade a temperatura de uma unidade de massa do material.
Calor específico da água
Aprendemos que é possível determinar o calor específico de uma substância a partir da quantidade de calor cedida a um corpo dessa substância da massa desse corpo, e da variação térmica (
) que ele sofre (temperatura final - temperatura inicial).
) que ele sofre (temperatura final - temperatura inicial).
TROCAS DE CALOR
Quando dois ou mais corpos com temperaturas diferentes são colocados próximos um do outro ou em contato, eles trocam calor entre si até atingirem o equilíbrio térmico.
Sistema Termicamente Isolado
Um sistema é termicamente isolado quando as trocas de calor ocorrem apenas entre os corpos pertencentes a ele, ou seja, o sistema não troca calor com o restante do Universo.
Como a troca de calor ocorre apenas entre os corpos A e B, temos: | Qa| = |Qb| Þ Qa + Qb = 0
CALORÍMETRO
O calorímetro é um recipiente constituído de paredes cujo material é isolante térmico, ou seja, não permite a troca de calor entre a parte interna e a externa. O calorímetro é usado para fazer troca de calor entre duas ou mais substâncias.
Para duas substâncias A e b, a temperatura iniciais diferentes e imersas num mesmo calorímetro, temos:
Calorímetro Ideal: Qa + Qb = 0
Calorímetro não ideal: Qa + Qb + Qc = 0
Qc é a quantidade de calor trocada pelo calorímetro
Qc > 0, o calorímetro recebe calor dos corpos A e B
Qc < q =" 0">SISTEMA TERMICAMENTE NÃO ISOLADO
No caso do sistema trocar calor com o restante do Universo, consideramos este como se fosse mais um corpo do sistema.
Qa + Qb + Qu= 0
Qu é a quantidade de calor trocada com o Universo
Qu > 0, o universo recebe calor dos corpos A e B
Qu <>
Quando dois ou mais corpos com temperaturas diferentes são colocados próximos um do outro ou em contato, eles trocam calor entre si até atingirem o equilíbrio térmico.
Sistema Termicamente Isolado
Um sistema é termicamente isolado quando as trocas de calor ocorrem apenas entre os corpos pertencentes a ele, ou seja, o sistema não troca calor com o restante do Universo.
Como a troca de calor ocorre apenas entre os corpos A e B, temos: | Qa| = |Qb| Þ Qa + Qb = 0
CALORÍMETRO
O calorímetro é um recipiente constituído de paredes cujo material é isolante térmico, ou seja, não permite a troca de calor entre a parte interna e a externa. O calorímetro é usado para fazer troca de calor entre duas ou mais substâncias.
Para duas substâncias A e b, a temperatura iniciais diferentes e imersas num mesmo calorímetro, temos:
Calorímetro Ideal: Qa + Qb = 0
Calorímetro não ideal: Qa + Qb + Qc = 0
Qc é a quantidade de calor trocada pelo calorímetro
Qc > 0, o calorímetro recebe calor dos corpos A e B
Qc < q =" 0">SISTEMA TERMICAMENTE NÃO ISOLADO
No caso do sistema trocar calor com o restante do Universo, consideramos este como se fosse mais um corpo do sistema.
Qa + Qb + Qu= 0
Qu é a quantidade de calor trocada com o Universo
Qu > 0, o universo recebe calor dos corpos A e B
Qu <>
RESUMO DA AULA:
Com base no que aprendemos na saala de aula,troca de calor é,quando um corpo (A)com temperatura superior a um outro corpo(B),o corpo (A) com temperatura superior,transmite calor para o corpo(B) até atingirem uma certa temperatura,igualarem suas temperaturas.
Também podem sofrer efeitos na troca de calor como:
-Variação de temperatura;
-Dilatação;
-Mudanças de estado
quarta-feira, 19 de maio de 2010
Efeitos fisiológicos do choque elétrico
O choque elétrico é um feito da passagem de corrente elétrica no corpo. Dependendo da intensidade da corrente, o choque pode causar sensações de formigamento e até a morte.
Apesar de a passagem de corrente ser a responsável pelo choque, os efeitos podem variar de acordo com outras grandezas, desde frequência da corrente (contínua ou alternada) e tensão (voltagem) até a força física do indivíduo que leva o choque – homens sofrem efeitos distintos de mulheres e crianças, por exemplo.
Existe um limiar de intensidade de corrente elétrica que uma pessoa pode tolerar ao segurar algum objeto pelo qual há a passagem de corrente, podendo ainda largá-lo usando os músculos estimulados pela corrente. A esse limiar de intensidade se dá o nome de corrente de largar.
Para corrente alternada de 50/60 Hz há uma diferença entre homens e mulheres; em média a corrente de largar é de 10 mA (mA é o símbolo de miliampére, ou um ampére dividido 1000 vezes) para as mulheres e 16 mA para os homens. Em corrente contínua os valores médios são 51 mA para as mulheres e 76 mA para os homens.
Ou seja, se uma mulher levar um choque de tomada (corrente alternada) de uma corrente maior que 10mA, ela não soltará a tomada pois seus músculos estarão paralizados. No entanto, em gerador de corrente contínua (uma bateria de carro é um exemplo, apesar de sua tensão ser relativamente baixa: 12V), para não soltar o eletrodo, a corrente deve ser maior do que 51 mA.
O choque elétrico é um feito da passagem de corrente elétrica no corpo. Dependendo da intensidade da corrente, o choque pode causar sensações de formigamento e até a morte.
Apesar de a passagem de corrente ser a responsável pelo choque, os efeitos podem variar de acordo com outras grandezas, desde frequência da corrente (contínua ou alternada) e tensão (voltagem) até a força física do indivíduo que leva o choque – homens sofrem efeitos distintos de mulheres e crianças, por exemplo.
Existe um limiar de intensidade de corrente elétrica que uma pessoa pode tolerar ao segurar algum objeto pelo qual há a passagem de corrente, podendo ainda largá-lo usando os músculos estimulados pela corrente. A esse limiar de intensidade se dá o nome de corrente de largar.
Para corrente alternada de 50/60 Hz há uma diferença entre homens e mulheres; em média a corrente de largar é de 10 mA (mA é o símbolo de miliampére, ou um ampére dividido 1000 vezes) para as mulheres e 16 mA para os homens. Em corrente contínua os valores médios são 51 mA para as mulheres e 76 mA para os homens.
Ou seja, se uma mulher levar um choque de tomada (corrente alternada) de uma corrente maior que 10mA, ela não soltará a tomada pois seus músculos estarão paralizados. No entanto, em gerador de corrente contínua (uma bateria de carro é um exemplo, apesar de sua tensão ser relativamente baixa: 12V), para não soltar o eletrodo, a corrente deve ser maior do que 51 mA.
Tipos de Calor – Calorimetria
A meta aqui é conseguir identificar os tipos de calor e aplicar as equações.
É importante saber que existem dois “tipos” de calor:
Calor Sensível e
Calor Latente
No final das contas o que você precisa lembrar é que Calor sensível tem a ver com mudanças na temperatura dos corpos e calor latente com mudanças de fase (ou estado físico).
Simplificando, temos:
Mas a vida não é tão simples, e quando você fizer uma prova, é muito provável que você tenha que calcular a quantidade de calor trocado.
E aí temos umas equações.
Vamos começar com o calor sensível:
Precisamos basicamente de três informações pra saber a quantidade de calor que o corpo trocou:
a) Massa do corpo
b) Substância de que é feito o corpo
c) Variação de temperatura
Assim, ficamos com a seguinte formulinha pro calor sensível:
A idéia é simples: a quantidade de calor que devemos dar (ou retirar) de um corpo para alterar sua temperatura depende da massa do corpo, da susbtância de que é feito o corpo e da variação de temperatura que queremos gerar.
Vamos agora ao calor latente:
A primeira coisa que você precisa entender é que enquanto o corpo (substância pura) muda de fase, a sua temperatura permanece constante!
Exemplo: enquanto o gelo a 0°C vai derretendo, ele permanece com a temperatura constante, até virar água a… 0°C. Entendeu? Enquanto a fase muda, a temperatura não muda.
Assim, para a equação do calor latente precisamos apenas da massa do corpo e da sua substância. Derreter gelo é diferente de derreter ouro, certo?
Ficamos com a seguinte fórmula para o calor Latente:
A quantidade de calor que devemos dar (ou retirar) de um corpo para alterar sua fase depende da massa do corpo e da susbtância de que é feito o corpo.
Pela última vez, se o corpo (substância pura) muda de fase, não há variação de temperatura.
A meta aqui é conseguir identificar os tipos de calor e aplicar as equações.
É importante saber que existem dois “tipos” de calor:
Calor Sensível e
Calor Latente
No final das contas o que você precisa lembrar é que Calor sensível tem a ver com mudanças na temperatura dos corpos e calor latente com mudanças de fase (ou estado físico).
Simplificando, temos:
Mas a vida não é tão simples, e quando você fizer uma prova, é muito provável que você tenha que calcular a quantidade de calor trocado.
E aí temos umas equações.
Vamos começar com o calor sensível:
Precisamos basicamente de três informações pra saber a quantidade de calor que o corpo trocou:
a) Massa do corpo
b) Substância de que é feito o corpo
c) Variação de temperatura
Assim, ficamos com a seguinte formulinha pro calor sensível:
A idéia é simples: a quantidade de calor que devemos dar (ou retirar) de um corpo para alterar sua temperatura depende da massa do corpo, da susbtância de que é feito o corpo e da variação de temperatura que queremos gerar.
Vamos agora ao calor latente:
A primeira coisa que você precisa entender é que enquanto o corpo (substância pura) muda de fase, a sua temperatura permanece constante!
Exemplo: enquanto o gelo a 0°C vai derretendo, ele permanece com a temperatura constante, até virar água a… 0°C. Entendeu? Enquanto a fase muda, a temperatura não muda.
Assim, para a equação do calor latente precisamos apenas da massa do corpo e da sua substância. Derreter gelo é diferente de derreter ouro, certo?
Ficamos com a seguinte fórmula para o calor Latente:
A quantidade de calor que devemos dar (ou retirar) de um corpo para alterar sua fase depende da massa do corpo e da susbtância de que é feito o corpo.
Pela última vez, se o corpo (substância pura) muda de fase, não há variação de temperatura.
RESUMO DA AULA:
Com base na aula sobre calor específico,foi explicado o que é calor latente.
Calor latente é,quando retiramos calor de um certo corpo para alterar sua fase.
no exemplo do professor,usamos o gelo,com a perca de calor,se formando em água,mas ainda com a mesma temperatura.
Então basicamente calor latente é:retirar de um corpo uma certa quantidade de calor assim mudando de fase sem que ela perca sua temperatura.
Energia Solar
Energia do Sol
Distribuição diária média entre 1991-1993 da energia solar recebida pela Terra ao redor do Mundo. Os círculos pretos representam a área necessária para suprir toda a demanda de energia do planeta Terra.
A Terra recebe 174 petawatts (GT) de radiação solar (insolação) na zona superior da atmosfera. Dessa radiação, cerca de 30% é reflectida para o espaço, enquanto o restante é absorvido pelas nuvens, mares e massas terrestres. O espectro da luz solar na superfície da Terra é mais difundida em toda a gama visível e infravermelho e uma pequena gama de radiação ultravioleta.
A superfície terrestre, os oceanos e atmosfera absorvem a radiação solar, e isso aumenta sua temperatura. O ar quente que contém a água evaporada dos oceanos sobe, provocando a circulação e convecção atmosférica. Quando o ar atinge uma altitude elevada, onde a temperatura é baixa, o vapor de água condensa-se, formando nuvens, que posteriormente provocam precipitação sobre a superfície da Terra, completando o ciclo da água. O calor latente de condensação de água aumenta a convecção, produzindo fenómenos atmosféricos, como o vento, ciclones e anti-ciclones.A luz solar absorvida pelos oceanos e as massas de terra mantém a superfície a uma temperatura média de 14 ° C. [3] A fotossíntese das plantas verdes converte a energia solar em energia química, que produz alimentos, madeira e biomassa a partir do qual os combustíveis fósseis são derivados.
O total de energia solar absorvida pela atmosfera terrestre, oceanos e as massas de terra é de aproximadamente 3.850.000 exajoules (EJ) por ano.
A energia solar pode ser aproveitado em diferentes níveis em todo o mundo. Consoante a localização geográfica, quanto mais perto do equador, mais energia solar pode ser potencialmente captada.
As áreas de deserto, onde as nuvens são baixas e estão localizadas em latitudes próximas ao equador são mais favoráveis à captação energia solar.Os desertos que se encontram relativamente perto de zonas de maior consumo em países desenvolvidos têm a sofisticação técnica necessária para a captura de energia solar realizações estão cada vez mais importante como o Deserto de Mojave (Califórnia), onde existe uma central de energia solar com uma capacidade total de 354 MW.
Distribuição diária média entre 1991-1993 da energia solar recebida pela Terra ao redor do Mundo. Os círculos pretos representam a área necessária para suprir toda a demanda de energia do planeta Terra.
A Terra recebe 174 petawatts (GT) de radiação solar (insolação) na zona superior da atmosfera. Dessa radiação, cerca de 30% é reflectida para o espaço, enquanto o restante é absorvido pelas nuvens, mares e massas terrestres. O espectro da luz solar na superfície da Terra é mais difundida em toda a gama visível e infravermelho e uma pequena gama de radiação ultravioleta.
A superfície terrestre, os oceanos e atmosfera absorvem a radiação solar, e isso aumenta sua temperatura. O ar quente que contém a água evaporada dos oceanos sobe, provocando a circulação e convecção atmosférica. Quando o ar atinge uma altitude elevada, onde a temperatura é baixa, o vapor de água condensa-se, formando nuvens, que posteriormente provocam precipitação sobre a superfície da Terra, completando o ciclo da água. O calor latente de condensação de água aumenta a convecção, produzindo fenómenos atmosféricos, como o vento, ciclones e anti-ciclones.A luz solar absorvida pelos oceanos e as massas de terra mantém a superfície a uma temperatura média de 14 ° C. [3] A fotossíntese das plantas verdes converte a energia solar em energia química, que produz alimentos, madeira e biomassa a partir do qual os combustíveis fósseis são derivados.
O total de energia solar absorvida pela atmosfera terrestre, oceanos e as massas de terra é de aproximadamente 3.850.000 exajoules (EJ) por ano.
A energia solar pode ser aproveitado em diferentes níveis em todo o mundo. Consoante a localização geográfica, quanto mais perto do equador, mais energia solar pode ser potencialmente captada.
As áreas de deserto, onde as nuvens são baixas e estão localizadas em latitudes próximas ao equador são mais favoráveis à captação energia solar.Os desertos que se encontram relativamente perto de zonas de maior consumo em países desenvolvidos têm a sofisticação técnica necessária para a captura de energia solar realizações estão cada vez mais importante como o Deserto de Mojave (Califórnia), onde existe uma central de energia solar com uma capacidade total de 354 MW.
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