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terça-feira, 6 de novembro de 2012
terça-feira, 23 de outubro de 2012
quarta-feira, 10 de outubro de 2012
segunda-feira, 17 de setembro de 2012
Leis de Ohm
V = R.i
Onde: • V é a diferença de potencial, cuja unidade é o Volts (V);
• i é a corrente elétrica, cuja unidade é o Àmpere (A);
• R é a resistência elétrica, cuja unidade é o Ohm (Ω).
É importante destacar que essa lei nem sempre é válida, ou seja, ela não
se aplica a todos os resistores, pois depende do material que constitui
o resistor. Quando ela é obedecida, o resistor é dito resistor ôhmico ou linear.
A expressão matemática descrita por Simon vale para todos os tipos de
condutores, tanto para aqueles que obedecem quanto para os que não
obedecem a lei de Ohm. Fica claro que o condutor que se submete a esta
lei terá sempre o mesmo valor de resistência, não importando o valor da
voltagem. E o condutor que não obedece, terá valores de resistência
diferentes para cada valor de voltagem aplicada sobre ele.
Como mostramos em outro artigo, a corrente elétrica consiste no movimento ordenado de elétrons é formada quando há uma diferença de potencial (ddp) em um fio condutor. E esse movimento no condutor fica sujeito a uma oposição que é conhecida como resistência elétrica.
No inicio do século 19, o físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854) descobriu duas leis que determinam a resistência elétrica dos condutores. Essas leis, em alguns casos, também valem para os semicondutores e os isolantes.
Com o circuito montado e funcionando, fazemos as medições de tensão e corrente através dos aparelhos instalados. Agora imagine que a diferença de potencial da pilha seja dobrada (podemos fazer isso ligando uma segunda pilha em série com a primeira). Como resultado dessa alteração, o voltímetro marcará o dobro da tensão anterior, e o amperímetro marcará o dobro de corrente elétrica. Se triplicarmos a diferença de potencial, triplicaremos a corrente elétrica. Isso quer dizer que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica tem um valor constante. Essa constante é simbolizada pela letra R.
Se colocarmos a corrente elétrica (i) em evidência, podemos observar que, quanto maior o valor de R, menor será a corrente elétrica. Essa constante mostra a resistência que o material oferece à passagem de corrente elétrica.
A primeira lei de Ohm estabelece que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é igual a resistência elétrica desse condutor. Vale salientar que a explicação foi desenvolvida tendo como base um condutor de resistência constante. É por isso que condutores desse tipo são chmados de condutores ôhmicos.
A unidade de resistência elétrica no Sistema Internacional está exposta no quadro a seguir.
A figura apresenta a segunda lei de Ohm, onde L representa o comprimento do condutor e A é a área de sua secção reta. Essa equação mostra que se aumentarmos o comprimento do fio, aumentaremos a resistência elétrica, e que o aumento da área resultará na diminuição da resistência elétrica.
O
é a resistividade do condutor, que depende do material de que ele é feito e da sua temperatura.
Como mostramos em outro artigo, a corrente elétrica consiste no movimento ordenado de elétrons é formada quando há uma diferença de potencial (ddp) em um fio condutor. E esse movimento no condutor fica sujeito a uma oposição que é conhecida como resistência elétrica.
No inicio do século 19, o físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854) descobriu duas leis que determinam a resistência elétrica dos condutores. Essas leis, em alguns casos, também valem para os semicondutores e os isolantes.
A primeira lei de Ohm
Considere um fio feito de material condutor. As extremidades desse fio, são ligadas aos pólos de uma pilha, como mostra a figura abaixo. Desse modo, a pilha estabelece uma diferença de potencial no fio condutor e, conseqüentemente, uma corrente elétrica. Para se determinar o valor da corrente elétrica, coloca-se em série no circuito um amperímetro e, em paralelo, um voltímetro que permititrá a leitura da tensão. A montagem do circuito está ilustrada na figura abaixo: |
Com o circuito montado e funcionando, fazemos as medições de tensão e corrente através dos aparelhos instalados. Agora imagine que a diferença de potencial da pilha seja dobrada (podemos fazer isso ligando uma segunda pilha em série com a primeira). Como resultado dessa alteração, o voltímetro marcará o dobro da tensão anterior, e o amperímetro marcará o dobro de corrente elétrica. Se triplicarmos a diferença de potencial, triplicaremos a corrente elétrica. Isso quer dizer que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica tem um valor constante. Essa constante é simbolizada pela letra R.
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Se colocarmos a corrente elétrica (i) em evidência, podemos observar que, quanto maior o valor de R, menor será a corrente elétrica. Essa constante mostra a resistência que o material oferece à passagem de corrente elétrica.
A primeira lei de Ohm estabelece que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é igual a resistência elétrica desse condutor. Vale salientar que a explicação foi desenvolvida tendo como base um condutor de resistência constante. É por isso que condutores desse tipo são chmados de condutores ôhmicos.
A unidade de resistência elétrica no Sistema Internacional está exposta no quadro a seguir.
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A segunda lei de Ohm
A primeira lei de Ohm nos apresentou uma nova grandeza física, a resistência elétrica. A segunda lei de Ohm nos dirá de que fatores influenciam a resistência elétrica. De acordo com a segunda lei, a resistência depende da geometria do condutor (espessura e comprimento) e do material de que ele é feito. A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a área de secção (a espessura do condutor). Observe a figura abaixo. |
A figura apresenta a segunda lei de Ohm, onde L representa o comprimento do condutor e A é a área de sua secção reta. Essa equação mostra que se aumentarmos o comprimento do fio, aumentaremos a resistência elétrica, e que o aumento da área resultará na diminuição da resistência elétrica.
O
é a resistividade do condutor, que depende do material de que ele é feito e da sua temperatura.
FONTES PESQUISADAS:
http://www.infoescola.com/fisica/leis-de-ohm/
http://www.infoescola.com/fisica/leis-de-ohm/
http://www.infoescola.com/fisica/primeira-lei-de-ohm/
As trocas de calor
Atividade para ser realizada com base na página 69 e 68 do seu livro de Física 2.
As trocas de calor acontecem
diariamente e a todo instante entre os corpos e objetos que fazem parte do
universo. Mas o que vem a ser calor? A definição de calor pode ser dada da
seguinte forma:
Calor é energia térmica em trânsito que flui de um corpo para outro em decorrência da diferença de temperatura dos mesmos.
O calor pode ser transferido de um corpo para outro por meio de três diferentes formas que são: condução, convecção e irradiação. A condução surge do contato entre os materiais com diferença de temperatura. A convecção acontece com os fluidos em geral e ocorre em razão das diferenças de densidade das partes envolvidas. Por último, temos a irradiação. Esse é o tipo de propagação do calor que, ao contrário das outras duas mencionadas anteriormente, não necessita de um meio material para que aconteça, ou seja, pode acontecer no vácuo. É dessa forma que todos os dias o Sol aquece a Terra.
O calor tem grande importância em nossas vidas e muitas vezes é necessário medir a quantidade que é trocado entre os corpos. Para quantificar o calor trocado entre estes, bem como outras grandezas térmicas, utiliza-se um aparelho denominado calorímetro. Esse equipamento é constituído por um recipiente interno que, por sua vez, é envolvido por outro recipiente externo totalmente fechado e de paredes isolantes. Com essa construção reduzem-se ao máximo as perdas de calor para o meio ambiente.
Quando dois ou mais corpos de temperaturas diferentes são colocados em seu interior, acontecem trocas de calor entre os mesmos até que alcancem o equilíbrio térmico. É por meio dessa igualdade de temperaturas que podemos determinar, por exemplo, a capacidade térmica e o calor específico das substâncias em questão.
Calor é energia térmica em trânsito que flui de um corpo para outro em decorrência da diferença de temperatura dos mesmos.
O calor pode ser transferido de um corpo para outro por meio de três diferentes formas que são: condução, convecção e irradiação. A condução surge do contato entre os materiais com diferença de temperatura. A convecção acontece com os fluidos em geral e ocorre em razão das diferenças de densidade das partes envolvidas. Por último, temos a irradiação. Esse é o tipo de propagação do calor que, ao contrário das outras duas mencionadas anteriormente, não necessita de um meio material para que aconteça, ou seja, pode acontecer no vácuo. É dessa forma que todos os dias o Sol aquece a Terra.
O calor tem grande importância em nossas vidas e muitas vezes é necessário medir a quantidade que é trocado entre os corpos. Para quantificar o calor trocado entre estes, bem como outras grandezas térmicas, utiliza-se um aparelho denominado calorímetro. Esse equipamento é constituído por um recipiente interno que, por sua vez, é envolvido por outro recipiente externo totalmente fechado e de paredes isolantes. Com essa construção reduzem-se ao máximo as perdas de calor para o meio ambiente.
Quando dois ou mais corpos de temperaturas diferentes são colocados em seu interior, acontecem trocas de calor entre os mesmos até que alcancem o equilíbrio térmico. É por meio dessa igualdade de temperaturas que podemos determinar, por exemplo, a capacidade térmica e o calor específico das substâncias em questão.
Revisando....
Quando são colocados em contato dois ou mais corpos que se encontram em
diferentes temperaturas, observa-se que, após um certo intervalo de
tempo, todos atingem uma temperatura intermediária entre as temperaturas
iniciais. Durante esse processo, ocorre uma transferência de energia
térmica dos corpos de maior temperatura para os de menor temperatura.
Essa energia térmica em trânsito denomina-se calor.
Caloria (cal) é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1g de água de 14,5°C a 15,5°C,sob pressão normal.
No SI, a unidade de quantidade de calor é o joule (J)
A relação entre a caloria e o joule é:
1cal = 4,186J
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE:
O princípio de trocas de calor possui mesmo módulo,
porém apresenta sinais contrários, ou seja, o corpo que recebe calor é
positivo e o corpo que cede (perde) calor é negativo.
A representação matemática para esse fato é:
Q A = - QB
Ou:
Q A + QB = 0
Onde:
QA = quantidade de calor recebida
-QB = quantidade de calor perdido
Capacidade térmica
É a quantidade de calor que um corpo necessita receber ou ceder para que sua temperatura varie uma unidade.
Então, pode-se expressar esta relação por:
Sua unidade usual é cal/°C.
A capacidade térmica de 1g de água é de 1cal/°C já que seu calor específico é 1cal/g.°C.
FONTES PESQUISADAS:A representação matemática para esse fato é:
Q A = - QB
Ou:
Q A + QB = 0
Onde:
QA = quantidade de calor recebida
-QB = quantidade de calor perdido
Capacidade térmica
É a quantidade de calor que um corpo necessita receber ou ceder para que sua temperatura varie uma unidade.
Então, pode-se expressar esta relação por:
Sua unidade usual é cal/°C.
A capacidade térmica de 1g de água é de 1cal/°C já que seu calor específico é 1cal/g.°C.
http://www.colegioweb.com.br/fisica/calorimetria-estudo-das-trocas-de-calor.html
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Calorimetria/trocas.php
http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/trocas-calor.htm
sexta-feira, 14 de setembro de 2012
Transferência de calor
A transferência de calor ocorre quando dois ou mais corpos que estão em
temperaturas diferentes são colocados em contato, ou em um mesmo local,
fazendo com que a energia térmica de um corpo seja transferida para
outro.
Esta transferência de calor pode acontecer de três maneiras diferentes, por condução, convecção ou irradiação.
Condução:
Acontece principalmente em meios sólidos e essa forma de transferência
de calor ocorre em razão do contato das partículas (átomos, elétrons e
moléculas) que formam o corpo. Imagine a seguinte situação: com uma
barra metálica em mãos, coloque uma de suas extremidades em uma fonte de
calor (uma chama de fogo, por exemplo). Em minutos você perceberá que a
outra extremidade da barra estará quente e você não conseguirá
segurá-la. Mas o que aconteceu para que a outra extremidade da barra
esquentasse? O calor fluiu do ponto mais quente para o mais frio da
barra em razão da diferença de temperatura entre as duas pontas da
mesma. A transmissão do calor ocorre através da agitação dos átomos que
constituem a barra e é transferida sucessivamente de um para outro até
que se atinja o equilíbrio térmico.
Convecção:
É o fenômeno da transferência de calor que se observa nos fluidos,
gases e líquidos, e acontece em razão da diferença de densidade do
fluido. Esse tipo de transferência de calor pode ser observado nos
condicionadores de ar. Esses aparelhos são colocados na parte superior
de uma sala de forma proposital, pois o ar frio que é mais denso que o
ar quente do ambiente desce e o ar quente sobe para ser refrigerado,
formando, dessa maneira, as correntes de convecção. Esse é o princípio
da refrigeração dos alimentos nas geladeiras.
Irradiação:
A condução e a convecção são formas de propagação de calor que para
ocorrer é necessário que haja meio material, contudo, existe uma forma
de propagação de calor que não necessita de um meio material (vácuo)
para se propagar, esta é a irradiação térmica. Esse
tipo de propagação do calor ocorre através dos raios infravermelhos que
são chamadas ondas eletromagnéticas. É dessa forma que o Sol aquece a
Terra todos os dias, como também é o meio que a garrafa térmica mantém,
por longo tempo, o café quentinho em seu interior.
E a garrafa térmica?
A garrafa térmica é um dispositivo cuja finalidade principal é manter
constante, por maior intervalo de tempo, a temperatura de seu conteúdo.
Para tanto, as paredes desse sistema são praticamente adiabáticas, ou
seja, reduzem consideravelmente as trocas de calor entre seu conteúdo e o
meio externo.
Com a finalidade de isolar termicamente o conteúdo de uma
garrafa térmica do meio ambiente, adotam-se os seguintes procedimentos:
as paredes internas são feitas de vidro, que por ser mau condutor, atenua as trocas de calor por condução;
as paredes internas são duplas, separadas por uma região de vácuo, cuja
função é evitar a condução do calor que passa pelas paredes de vidro;
o vidro de que são feitas as paredes internas da garrafa é espelhado,
para que o calor radiante seja refletido, atenuando assim as trocas por
radiação.
Para evitar as possíveis trocas de calor por convecção, basta fechar a
garrafa, pois dessa forma as massas fluidas internas não conseguem sair
do sistema.
É evidente que não existe o isolamento térmico perfeito; assim, apesar
dos cuidados citados, após um tempo relativamente grande (várias horas),
o conteúdo da garrafa térmica acaba atingindo o equilíbrio químico
térmico com o meio ambiente.
FONTES PESQUISADAS:
http://www.efeitojoule.com/2010/06/transferencia-de-calor-transferencia.html
http://meuartigo.brasilescola.com/fisica/conducao-conveccao-irradiacao.htm
http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/radiacao-conducao-conveccao.htm
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/vaso-de-dewar/vaso-de-dewar.php
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