Física II

Física II

1. Termometria

   • Estudo da temperatura, dos termômetros e das escalas termométricas.
     • T°C/5 = T°F-32/9 = °K-273/5

2. Dilatação térmica- linear

   • Linear : variação do comprimento. Uma dimensão
     • ΔL = α.L0.ΔT
       • α: coeficiente de dilatação. L0: comprimento inicial. ΔT: varição de temperatura ( v= v- v°)
   • Superficial: variação da área. Duas dimensões.
     • ΔS = β.S0.ΔT
       • β: 2α
   • Volumétrica: variação do volume. Três dimensões
     • ΔV = γ.V0.ΔT
       • γ: 3α
   • Lei da dilatação volumétrica :ΔVreal= ΔVaparente + ΔVrecipiente

3. Fluidos

   • líquidos e gases que escoam com facilidade
     • Fluido estática- estuda os fluidos em repouso Fluido dinâmico- estuda os fluidos em movimento
     • Densidade ou massa específica: d=m/v
       • Peso específico= Peso/ volume
     • Pressão:É definida pelo limite da relação de um ponto anterior com a área tendendo a zero. Ex: Um prego com ponta bem fina sendo facilmente penetrado na parede. P= F/A
     • Teorema Fundamental da Hidrostática ou Teorema de Stevin: A diferença de pressão entre dois pontos no interior de um mesmo líquido em repouso é a pressão hidrostática exercida pela coluna líquida entre esses dois pontos. P= Po+pgh P=dgh
     • Teorema de Pascal: A variação de pressão aplicada a um fluído contido num recipiente fechado se transmite integralmente a todos os pontos desse fluído.
     • Teorema de Arquimedes Todo o corpo que esteja imerso total ou parcialmente num liquido sofre a ação de uma força vertical para cima, chamada empuxo, cujo módulo é igual do peso, do fluído e o volume deslocado. E= m.g E=P
       • E=P, corpo em equilíbrio.
       • P<E , o corpo subirá com aceleração constante.
       • P>E, o corpo descerá com aceleração constante
     • Peso Aparente: o peso de um corpo quando está total ou parcialmente submerso num fluído.Pap= P-E

4. Estudo dos gases

   • PV= Nrt P: pressão absoluta N: número de mols R: constante dos gases, 8,31J/mol. K T: temperatura V: volume
   • Transformação isotérmica: Essa palavra vem do grego iso, que significa “igual”, e thermo, que significa “calor”, ou seja, essa é uma transformação gasosa que ocorre com a temperatura constante, enquanto as outras variáveis (pressão e volume) variam. Transformação isobárica: Essa palavra vem do grego iso, que significa “igual”, e baros, que é “pressão”, ou seja, essa é uma transformação gasosa que ocorre com a pressão constante, enquanto as outras variáveis (temperatura e volume) variam . Transformação isocórica ou isovolumétrica: Conforme já dito, iso significa “igual”, e coros é “volume”, ou seja, a palavra “isocórica” refere-se a uma transformação gasosa que ocorre com o volume constante, enquanto as outras variáveis (temperatura e pressão) variam.
   • Lei de boyle mariotte: PiVi=Pf.Vf Essa lei foi formulada pelo químico irlandês Robert Boyle (1627-1691) e descreve o comportamento do gás ideal quando se mantém sua temperatura constante (transformação isotérmica). A lei de Gay-Lussac nos mostra o comportamento de um gás quando é mantida a sua pressão constante e variam-se as outras duas grandezas: temperatura e volume. 1ª lei de Gay-Lussac : V1/T1=V2/T2 2ª Lei de Gay-Lussac: P1/T1=P2/T2
   • O comportamento dos gases reais aproxima-se, em certas condições, do comportamento dos gases ideais, obedecendo à lei dos gases (relação entre pressão, volume e temperatura). ... A pressão exercida pelo gás é resultado do bombardeio que as moléculas, em seu movimento caótico, determinam sobre as paredes do recipiente.
   • Um gás é dito ideal quando obedece à Lei dos Gases Ideais Esta lei é a combinação das Leis de Boyle, de Charles e da Lei de Lussac e Avogradro. - Mantendo-se constante a temperatura de uma massa gasosa, seu volume é inversamente proporcional a pressão exercida; - Mantendo-se constante a pressão de uma massa gasosa, seu volume é diretamente proporcional a temperatura absoluta; - O volume constante, a pressão exercida por uma massa gasosa é diretamente proporcional a temperatura absoluta.

5. Calorimetria

   • Um corpo é constiuído por partículas que estão em constante movimentação.Isso é energia térmica. Quanto maior a temperatura de um corpo, maior a agitação de suas partículas e, portanto maior a energia térmica
   • A quantidade de calor (Q) representa a quantidade de energia que é trocada entre dois corpos em contato quando há diferença de temperatura entre eles. Sendo medido em caloria (cal)
   • Unidade no S.I. é Joule (J). Caloria é a quantidade de calor correspondente a 4,186 J
   • Um corpo ao receber ou ceder calor, pode sofrer uma variação de temperatura e/ou uma mudança no seu estado físico.
   • Calor sensível é a quantidade de calor cedida ou absorvida por um corpo e acarreta, exclusivamente, uma variação de temperatura do corpo. Q=mcΔV
     • A água apresenta maior calor específico.
   • Calor latente é a quantidade de calor cedida ou absorvida por um corpo e acarrete, exclusivamente, uma mudança no seu estado físico. L = Q/m. Na solidificação e na condensação há liberação de calor (Q<0)
   • Capacidade térmica (C): é a propriedade de um corpo, medida em Cal/°C e calor especifico (c): é um propriedade de uma substância que constitui o corpo.
     • Capacidade térmica C= m.c
   • Calor de combustão é uma reação exotérmica (liberação de calor) de uma substância com oxigênio. Sendo a quantidade de calor liberada na queima de 1,0g de uma substância, medido em cal/g
   • Trocas de calor entre corpos são efetuadas dentro de um recipiente isolado termicamente do meio ambiente ( o calorímetro). Quando vários corpos, a diferente temperaturas, são colocados em contato, eles trocam calor até atingir o equilíbrio térmico. Alguns corpos cedem calor e outros absorvem. Q1+Q2+...+Qn=0
   • Equivalência térmica = mesma capacidade térmica. Se o corpo for a água, chama-se equivalência em água.

6. Calor e temperatura

   • Calor é a energia térmica em trânsito entre corpos de diferentes temperaturas.
     • Equilíbrio térmico: dois corpos que se encontram em temperaturas diferentes, quando colocados em contato adquirem a mesma temperatura.
       • TA=TB, não transferem calor.
   • A temperatura é uma propriedade associada a um determinado estado térmico que nos permite dizer se dois ou mais corpos estão ou não em equilíbrio térmico.
   • Condução térmica: passa de partícula para partícula a temperatura do objeito. Um objeto de maior temperatura transfere para o de menor.
   • Irradiação térmica: através de ondas eletromagnéticas. Acontece no vácuo. Ex: Garrafa térmica que conserva o líquido em uma certa temperatura durante o maior tempo possível. O principal emissor de calor para a terra é o sol
   • Convecção térmica: propagação de calor com transporte de matéria. Ex: geladeira, ar condicionado (o calor frio desce e sobe o quente). Acontece a inversão térmica nas cidades

7. Estados físicos

   • Sólido: um corpo sólido apresenta forma e volume bem definidos e possui uma propriedade denominada rigidez que é variável conforme o sólido. Líquido: uma substância no estado líquido tem volume definido, mas não tem forma própria, tomando a forma do recipiente em que está contido. Os líquidos não têm rigidez característica dos sólidos, por isso, a resistência de suas superfícies ou tensão superficial é pequena e os líquidos apresentam o que chamamos viscosidade. Os óleos, por exemplo, escoam com pouca facilidade, possuindo alta viscosidade. O fato dos líquidos se esparramarem sobre as superfícies é devido a procura por um menor potencial gravitacional. Gasoso: as substâncias no estado gasoso não possuem nem forma nem volume definidos, adquirindo a forma do recipiente que as contém e ocupam todo o volume que estiver a disposição. Além disso, um gás pode ser comprimido reduzindo seu volume. Nos gases os átomos e moléculas possuem grandes distâncias entre si, quando comparadas com os líqu
   • Vaporização: é a passagem do estado líquido para o estado de vapor. Mas, existem três formas em que essa mudança de estado pode ocorrer, pois sua velocidade pode variar, dependendo da quantidade de energia fornecida. Essas três formas são a evaporação, a ebulição e a calefação. Evaporação: Esse termo é usado quando a vaporização ocorre à temperatura ambiente, em qualquer temperatura e pressão, de forma bem lenta, predominantemente na superfície do líquido, sem o aparecimento de bolhas ou agitação do líquido.
   • Sobrefusão é o fenômeno em que um líquido permanece nesse estado a uma temperatura inferior à de solidificação, para a correspondente pressão.
   • Amorfo= sem forma

8. Fenômenos ondulatórios.

   • Reflexão: mudança de direção da onda ao encontrar um obstáculo. ângulo incidente = ângulo refletido.
   • Refração: mudança de velocidade quando ocorre mudança do meio de propagação . Ao mudar a velocidade, o comprimento da onda se modifica. A frequência da onda nunca é alterada. Ondas mecânicas: Vsólido> Vlíquido> v gás. Ondas eletromagnéticas: Vgás> Vlíquido> V sólido.
   • Difração: capacidade da onda contornar um obstáculo. Ocorre com todas as ondas e nenhuma caracterísca é alterada
   • Interferência: quando duas ondas se encontram, ocorre a superposição das mesmas. Após o encontro, cada onda segue sem alterar suas características físicas. Apenas a amplitude é modificada durante o encontro
   • Polarização: orientá-la em uma única direção ou plano. Ocorre somente com ondas transversais (EM e algumas mecânicas). O som não pode ser polarizado.
   • Efeito Dopler: mudança aparente da frequência devido ao movimento da fonte e/ou do observador. Ocorre com todas, porém mais comum com o som.
   • Ressonância: todos os corpos possuem uma frequência natural de vibração. Quando uma fonte externa coincide com essa frequência, a amplitude do sistema aumenta . Ocorre com todas as ondas.

9. Ondas

   • Perturbação do meio. Transporta apenas energia e não propaga matéria.
   • Tipos de ondas: Natureza: eletromagnéticas: apenas transversal e não precisa de um meio material e as mecânicas necessitam de um meio material. Propagação: longitudinal (mesma direção de vibração), transversais ( perpendicular a direção de vibração) e mistas (superfície dos líquidos)
   • Equação da onda :
   • Movimento Harmonico simples:
     • Pêndulo :
   • Polarização (ondas transversal) Comportamento Dual da Luz. Hipótese de partícula ( Newton): pequenas esferas se movendo a altas velocidades. Prova: formação de sombra de objetos. Hipótese de onda (huygens): a luz vibra o meio. Prova:experiência de yong - franjas de difração.
   • Elongação: valor algébrico da ordenada do ponto oscilante da corda (y). Amplitude :o maior valor de elongação ( energia transportada). Comprimento : menor distância entre dois pontos que vibram em concordância de fase. Período: é o tempo para que um comprimento de onda seja criado. Frequência: N° de oscilações completas a cada segundo. Concordância de fase: mesmo sentido do movimento. Discordância de fase: sentidos opostos.
   • Interferência: Delta x= /x1-x2/. É o que ocorre no cruzamento de duas ou mais ondas. Ponto de cruzamento: acréscimo ou decréscimo. Interferência construtiva: amplitude de ondas se somam, n° inteiro( ). Destrutiva: se subtraem e não é um n° inteiro( ). Parcial; um pouco das duas . Onda estacionária: superpõem duas ondas periódicas unidimensionais, de frequência iguais e constantes, com amplitude constante também iguais e se propagando em sentidos opostos.
   • Luz: é uma energia radiante, que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas. Cor dos objetos: iluminado por luz monocromática: *Corpo de cor azul ( aparecerá na cor) * corpo branco( aparecerá na cor da luz), * corpo preto ( permanece preto). Iluminado por luz policromática: *corpo azul: absorve as outras cores e reflete luz azul, *corpo branco : reflete todas as cores de luz, * Corpo preto: absorve todas as cores.
   • Eletromagnéticas: Propagação Unidimensional (sobre uma linha), bidimensional ( sobre uma superfície), tridimensional (todas as direções e espaço). c= 3.10-8

10. Acústica

    • As ondas sonoras são ondas longitudinais que se propagam no ar e em outro meios. Tem origem mecânica e não se propagam no vácuo.
      • 20Hz frequência mínima audível, 20000Hz máxima. Abaixo de 20HZ infra-sons e acima de 20000Hz ultra-sons.
    • Vsólidos> Vlíquidos e Vlíquidos> Vgases
    • Uma onda sonora pode sofrer reflexão, refração, difração ou interferência.
    • Reverberação do som: é quando uma pessoa recebe um segundo som antes que termine o tempo de remanescência do primeiro, acontece uma superposição de ambos.
    • Som grave, baixa frequência e som agudo, alta frequência. O timbre permite distinguir entre sons de mesma frequência (mesma altura) e de mesma intensidade, emitidos por fontes diferentes.
    • Eco é o som refletido que chega ao receptor com um atraso maior do que o tempo de remanescência.
    • Velocidade do som no ar 340m/s, uma pessoa deve estar a 17m de uma barreira para ouvir o eco da própria voz.

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