Filosofia --- Violência ---

Violência - Filosofia

Capítulo 13 - Óptica da Visão -Defeitos da Visão-

Miopia

É a condição em que os olhos podem ver objetos que estão perto, mas não são capazes de enxergar claramente os objetos que estão longe.

As pessoas com esta condição, frequentemente apertam os olhos para ver melhor à distância.

O olho míope proporciona uma curvatura corneana aguçada ou comprimento do olho além do normal. Por causa disso, a formação da imagem se dá antes da retina, derivando em uma baixa de visão.

A hereditariedade é o um dos maiores fatores que mais influenciam no aparecimento da miopia. A miopia tende a aumentar durante a fase de crescimento (até, aproximadamente, 19 anos). Os pacientes com miopia enxergam mal objetos distantes.

O principal fator que influencia o aparecimento da miopia é a hereditariedade. Hábitos como a leitura, utilizar a visão com pouca luz, ou até mesmo deficiências de nutrição não têm qualquer efeito sobre a miopia. Normalmente a miopia aumenta durante a fase de crescimento (até 19 anos). 

Tratamento:

Pessoas míopes podem corrigir sua visão de várias formas:

·         Óculos;

·         Lentes de contato;

·         Cirurgia a laser;

·         Ceratotomia radial

A hipermetropia

É um erro de refração que faz com que a imagem seja focada atrás da retina. Assim, a capacidade refratária é transformada em relação aos olhos com visão normal. A hipermetropia causa dificuldade para enxergar objetos próximos e principalmente para leitura de textos.
 

O principal sintoma da hipermetropia é a visão embaçada mais para perto, também podem existir queixas de dores de cabeça ou cansaço ocular, sensação de peso ao redor dos olhos,

A hipermetropia pode ser corrigida com o uso de óculos, lentes de contato ou cirurgia refrativa se houver indicação de um oftalmologista.

Presbiopia

É uma alteração visual relacionada à idade, que disfarça praticamente todas as pessoas a partir de um determinado momento da vida. Quando uma pessoa atingir 40 ou 50 anos, ela  pode começar a ter dificuldade em focar objetos próximos, como um livro, principalmente com pouca luz.

Se não for corrigida, pode causar dores de cabeça e vista cansada ao utilizar objetos próximos. 

 Muitos casos de presbiopia podem ser corrigidos com as lentes de contato .

Lentes de contato bifocais permitem ver tanto de perto quanto de longe em cada olho.

O Astigmatismo

 

É uma doença ocular causada, na maioria das vezes, por anomalia da córnea e o seu efeito é a deformidade de imagem, porque os raios de luz não chegam ao mesmo ponto na retina.

Dependendo do grau e da atividade da visão, seja para perto ou longe, a imagem fica borrada e reclamações são feitas tais como dor de cabeça, sensação de ardor e etc.

 A correção do astigmatismo pode ser feita por óculos, lentes de contato ou cirurgia refrativa quando houver indicação de um oftalmologista.

Estrabismo

É uma patologia que consiste no desalinhamento dos olhos. A maioria dos casos tem início na infância, mas também pode ocorrer durante a vida adulta. Pacientes com estrabismo podem ter dificuldades psicológicos, sociais e econômicos relacionados ao desvio ocular.

 Em alguns tipos de estrabismo o paciente pode apresentar dores de cabeça, dor nos olhos e sonolência durante as tarefas panoramas. A queixa de visão dupla é na maioria das vezes observada em pacientes adultos.

 Existem vários tipos de estrabismo, como a “esotropia” desvio dos olhos para dentro, a “exotropia” desvio dos olhos para fora e os desvios verticais, um olho fica mais alto ou mais baixo do que o outro.

Alguns são corrigidos com o uso de óculos, outros com uso de óculos e cirurgia de correção de estrabismo e há aqueles que são corrigidos apenas com a cirurgia de correção de estrabismo.

Catarata

A catarata é uma patologia dos olhos que consiste na opacidade parcial ou total do cristalino ou de sua cápsula. Pode ser desencadeada por vários fatores, como traumatismo, idade, Diabetes mellitus, uveítes, uso de medicamentos,etc.. Tipicamente apresenta-se como embaçamento visual progressivo que pode levar a cegueira ou visão subnormal.É uma doença conhecida há milhares de anos e sua cirurgia já é realizada há séculos.Atualmente, a técnica cirúrgica mais moderna para o tratamento da catarata consiste na remoção do cristalino por microfragmentação e aspiração do núcleo, num processo chamado Faco-emulsificação, e posterior implante de uma lente intra-ocular.

Daltonismo

O daltonismo, discromatopsia ou discromopsia é uma perturbação da percepção visual onde se vê várias cores caracterizada pela incapacidade de diferenciar todas ou algumas cores, manifestando-se muitas vezes pela dificuldade em distinguir o verde do vermelho. Esta perturbação tem normalmente origem genética, mas pode também resultar de lesão nos órgãos responsáveis pela visão, ou de lesão de origem neurológica.

Referencia Bibliográfica

http://mundoestranho.abril.com.br/materia/qual-e-a-diferenca-entre-miopia-hipermetropia-e-astigmatismo

http://www.lotteneyes.com.br/patologias-estrabismo/

http://www.lotteneyes.com.br/patologias-astigmatismo/

http://www.lotteneyes.com.br/patologias-hipermetropia/

http://www.acuvue.com.br/presbi%C3%B3pia

http://www.miopia.com.br/

Capítulo 15 - Ondas

Ondas

As ondas estão sempre presentes em nossas vidas. Existem ondas que podemos ouvir ou ver, mas também existem aquelas que não são visíveis e nem audíveis. Ao assistir um pograma na TV, ouve-se o som por causa da propagação da onda sonora e vê-se a imagem na tela por causa da propagação da onda luminosa. O sinal que traz o som e a imagem até o seu aparelho é tambem uma onda conhecida como eletromagnética.

Na corda ou na superficei da agua, a onda (ou pertubação) propaga-se de maneira contínua, ponto por ponto. Cada ponto adquire, momentaneamente, energias cinética e potencial, movimentando-se para cima e para baixo, voltando á sua posição de equilibrio após a passagem da onda.

Onda é toda perturbação que se propaga em um meio. Na propagação apenas a energia é transportada, não havendo transporte de matéria.

Natureza das ondas

Existem dois tipos ou de natureza mecânica ou eletromagnética.

·        Ondas mecânicas: resultam de deformações provocadas em meios materiais elásticos, transportando apenas energia mecânica. Por isso, essas ondas não se propagam no vácuo, mas apenas na matéria.

·        Ondas eletromagnéticas:  resultam e vibrações de cargas elétricas, transportando energia em pacotes que chamamos de fótons ou quanta de energia. Sendo apenas energia, as ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo e em alguns meios materiais.

Tipos e classificações das ondas

As ondas podem ser de tipos transversal ou longitudinal, dependendo da direção do movimento vibratório das partículas relativamente á sua direção de propagação.

·         Ondas transversais: aquelas em que a direção do movimento vibratório é perpendicular á de propagação. Exemplo: ondas propagando-se em uma corda.

·        Ondas longitudinais: aquelas que a direção do movimento vibratório coincide com a de propagação.

·        Ondas unidimensionais: a energia propaga-se lenearmente, como na corda, que é um meio inidimensional;

·        Ondas bidimensionais: a energia propaga-se superficialmente como na superficie da água, que é um meio bidimensional.

·        Ondas tridimensionais: a energia propaga-se no espaço, que é um meio tridimensional, como as ondas sonoras e as ondas luminosas (eletromagnéticas).

Velocidade e comprimento de onda

Podemos definir comprimento de onda como: a distancia entre dois pontos em concordância de fase na direção e propagação.

·        Comprimento de onda: corresponde a menor distância entre dois pontos da onda em concordância de fase, na direção de propagação.

Função de onda

É uma expressão que fornece a configuração de onda dada num instante T dado. Uma função de onda, da perturbação que se propaga em um meio, tem duas variáveis . Nesses estudos as variáveis são: X (posição) e .T (tempo).

Fenômenos ondulatórios

Os fenômenos ondulatórios mais comuns são:

Reflexão - Quando uma onda que se propaga num dado meio encontra uma superfície que separa esse meio de outro, essa onda pode, parcial ou totalmente, retornar para o meio em que estava se propagando.

Refração de ondas - É o fenômeno segundo o qual uma onda muda seu meio de propagação.

Interferência - Num ponto pode ocorrer superposição de duas ou mais ondas, o efeito resultante é a soma dos efeitos que cada onda produziria sozinha nesse ponto.

Difração - As ondas não se propagam obrigatoriamente em linha reta a partir de uma fonte emissora. Elas apresentam a capacidade de contornar obstáculos, desde que estes tenham dimensões comparáveis ao comprimento de onda.

Ondas Unidimensionais 

São aquelas que se propagam em apenas uma direção. Exemplo: onda em uma corda.

Fórmula de Taylor ou Polinômio de Taylor é uma expressão que permite o cálculo do valor de uma função por aproximação local através de uma função polinomial. Supondo f uma função derivável num intervalo contendo um ponto x0 temos:

T (x)= f (x0) +f’ (x0) . (x-x0)

Onda Estacionária

Considere uma corda no qual uma extremidade se encontra fixa num suporte e a outra ligada numa fonte de ondas.

Se a fonte produzir ondas com freqüência constante, elas sofrerão reflexão na extremidade fixa e, então ocorrerá uma interferência da onda incidente com a refletida.

A onda formada terá a forma ora da linha contínua, ora da linha tracejada, formando assim a 

Definimos então ondas estacionárias como sendo aquela obtida pela interferência de duas ondas iguais que se propagam no mesmo meio e em sentidos contrários.

Entende-se por ondas iguais aquelas que possuem mesma freqüência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma velocidade.

Ondas: Alterações em Águas Rasas

As ondas não transportam matéria.Quando as ondas chegam próximas à costa, elas começam a sofrer mudanças em sua geometria.  A onda se modifica a partir do momento em que começa a sentir o fundo.

Ocorre quando :

A profundidade = a metade do comprimento da onda.

A parte de que fica abaixo da onda passa a sofrer atrito com o fundo, fazendo a parte de cima deslocar mais rápido, ela vai empinado até que finalmente se arrebenta dissipando energia.

É somente nesse momento, que a onda se quebra, que ela transporta  matéria. Por este motivo que os surfistas só conseguem surfar quando a onda começa a se quebrar.

Quando uma onda se aproxima da costa em uma direção que faz um determinado ângulo com a costa, as partes mais próximas da costa sentem o fundo mais cedo e, nessas partes, a velocidade de propagação das ondas diminui.

Nas baías ou enseadas, a refração faz com que as ondas divirjam e a energia aí despendida seja mínima, tornando  as águas mais calmas nestes locais. É devido a isso que em frente aos costões rochosos  o mar é sempre perigoso.

Ondas tridimensionais

Onda eletromagnética

A seguir serão estudados alguns fenômenos decorrentes da natureza ondulatória da luz, que é uma onda eletromagnética.

A luz se propaga no vácuo com velocidade c=3.10elevado à 8 m/s.

A equação Fundamental das Ondas, para a luz é:

C = Y . f  ( Y de cabeça pra baixo)

F = frequência da radiação eletromagnética

Y = comprimento da onda.

Ondas Tridimensionais

Reflexão e Refração

Reflexão: é uma onda tridimensional, quando um raio vindo de um meio encontra uma superfície de separação com outro meio mais refringente.

Refração: ocorre sem inversão de fase. Na reflexão interna, não há inversão de fase , pois o raio luminoso vindo de um meio defronta – se com uma superfície de separação de outro meio menos refringente.

Difração

A luz contorna obstáculos , mas sua observação é mais difícil, pois, para ocorrer esse fenômeno, o obstáculo ou a abertura deve ter dimensão da ordem da grandeza do comprimento de onda da luz.

Polarização

A luz pode ser uma onda transversal, que pode ser polarizada. Um polarizador de luz é um dispositivo transparente apenas em uma direção de vibração das ondas.

Interferência

A interferência é o fenômeno que superpomos ondas numa mesma região do espaço.

Como resultado desta superposição de campos, ocorrem variações espaciais na intensidade resultante. Estas variações de intensidade são chamadas de franjas de interferência. Embora a interferência seja um fenômeno inerente ao caráter ondulatório da luz, no dia a dia não é muito comum a observação de interferência. Por exemplo quando iluminamos uma sala

com diversas lâmpadas não observamos franjas de interferência. Isto  acontece porque as fontes de iluminação que utilizamos rotineiramente são incoerentes. 

Interferência Luminosa

O fenômeno das cores observáveis devido a interferência luminosa é chamado iridescência.

Um exemplo :

É o colorido das bolhas de sabão ou de uma mancha de óleo chão molhado.

Ondas bidimensionais

Frente de onda- Princípios de Huygens

Quando se trabalha com ondas em superfícies livre a sua perturbações se propagam, afastando-se da fonte perturbadora, com velocidade x. Temos os ponto da frente da onda.

A frente de onda separa, em determinados instante, a região perturbada da não perturbada.

 Para um considerado instante, cada ponto da frente de onda comporta-se como fonte das ondas elementares de Huygens.

A partir deste princípio, é possível concluir que, em um meio homogêneo e com as mesmas características físicas em toda sua extensão, a frente de onda se desloca mantendo sua forma, desde que não haja obstáculos.

Referencia Bibliográfica

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Ondas/principiodehuygens.php

http://www.infoescola.com/fisica/onda-estacionaria/

http://www.infopedia.pt/$funcao-de-onda

2º Integrado :D yaa

Joice Nunes, Carol Felix , Bianca Bis, Kariely Botelho e Caio Preato

2º INTEGRADO

Capítulo 7 - PRINCIPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA

Disponível em : <http://www.fisicapaidegua.com/conteudo/conteudo.php?id_top=040101>

INTRODUÇÃO

Nada veriamos se não houvesse a luz. Tudo que está ao nosso redor  está vinculada á aptidão de percebermos a luz. O segmento da fisica que estuda a luz e os fenomenos luminosos é a óptica. Vinda do grego “optiké” que significa  “ relativo á visão”. Na antiguidade, filosofos gregos como platão e aristóteles já se questionavam sobre o que é a luz? No entanto nessa época acreditava-se que os olhos emitiam partículas que tornavam os objetos visíveis. E hoje sabe-se que só conseguimos enxergar objetos se a luz for emitida ou refletida por eles.

Desde então muitos cientistas se entregaram á tarefa de explicar a natureza e o comportamento da luz. Experimentos de Leonardo da Vinci com câmeras escuras permitiram ampliar e até mesmo fixar imagens. Kepler e Galileu criaram instrumentos ópticos e transformaram as lunetas, usadas nas navegações, em nada menos que instrumentos para desvendar todo o céu, e nos permitir entender nossa posição no sistema solar e no universo. Esse conhecimento acumulado permitia explicar todas as caracteristicas da luz em sua trajetoria na formação de imagens, essa parte óptica é denominada por óptica geométrica.

 Logo depois Isaac Newton, Christian Huygens, Augustin Fresnel, Thomas Young e James C. Maxwell decidiram estudar a natureza da luz e decobriram assim que, dependendo da interação com a matéria ou energia, ela pode ser aplicada como um conjunto de particulas ou como ondas eletromagnéticas.

A óptica divide-se em duas propriedades, sendo elas :

• Óptica física - que estuda a natureza e as proporiedades da luz, o seu comportamento ao interagir com objetos ou consigo mesma.
• Óptica geométrica - onde são vistos os fenômenos luminosos através da geometria , sem se importar com o caráter inato da luz.
• Ondas eletromagnéticas: são perturbações compostas de campos elétricos e magnéticos, que se propagam com a velocidade da luz.

LUZ

A luz é uma fração do espectro eletromagnético que impressiona os olhos. As ondas eletromagnéticas transportam energia que se propagam por radiação, é costume dizer que a luz é uma forma de energia radiante.

As ondas irradiadas dos objetos são segmentos orientados, denominados de raios de luz, dirigidos do objeto até o observador.

• Raio de luz : representação geométrica retilínia da trajetória da luz, com a indicação de sua direção no sentido de sua propagação.
• Feixe de luz: conjunto de raios deluz de uma mesma fonte.

FONTES DE LUZ

Corpos que emitem ou refletem luz são chamados de fonte de luz. Os objetos podem irradiar energia em forma de luz por meio de processos físicos, químicos ou nucleares; chamados assim deobjetos de fontes primárias de luz ou corpos luminosos. Se a fonte possui luz própria é chamada de fonte primária ou corpo luminoso. Essas fontes são sempre visíveis, visto que seus raios chegam até aos nossos olhos. Uma fonte secundária ou corpo iluminado não possui luz própria. Os planetas, a lua, são exemplos de fontes que não possuem luz própria, pois eles apenas refletem a luz que recebem dealgum corpo luminoso.

FONTES PONTUAIS E EXTENSAS

• Pontual ou pontiforme: quando a fonte possui um tamanho desprezível em relação ao ambiente considerado;  todos os raios são emitidos nesse ponto.
• Extensa: quando é constituída de muitas fontes pontuais; os raios emitidos desse objeto possuem mais de uma origem.

MEIOS ÓPTICOS

 A luz é uma onda eletromagnética, sendo assim se propagam no vácuo em uma velocidade de aproximadamente 300.000 km/s. A matéria e diferente na propagação sua velocidade depende da matéria , dependendo da características como espessura, composição , densidade. Na variação dos meios ópticos em matérias na sua propagação há:

• Transparente: é o meio óptico que permite a propagação da luz regular . Ex: papel, vidro. 
• Translúcido: é o meio óptico que permite a propagação irregular. Ex: tecido fino, vidro fosco.
• Opaco: é o meio óptico que não permite a propagação da luz. Ex: tijolo, cimento , madeiro.Todos esse meios apresentados são dito homogênios quando apresenta mesma propriedade física em sua extensão , aqueles que não apresentam mesma propriedade física são os heterogênios .

FENÔMENOS ÓPTICOS

Para onde segue a luz emitida por um corpo ?

Há duvidas nos fenômenos ópticos , que aparecem no nosso cotidiano sendo vários fenômenos :

• Reflexão regular: o feixe de raios paralelos incide em S e retorna ao ponto de origem, sendo refletido regularmente, ficando paralelos entre si. Ocorre em superfícies lisas, polidas e espelhos.
• Reflexão difusa: o feixe de raios paralelos incide em S e volta ao ponto de origem, sendo refletido irregularmente não sendo paralelos.Ocorre em superfícies opaca e rugosa, corpos visíveis e iluminados.
• Refração regular: o feixe de raios paralelos atravessa S e se propaga no outro meio , ocorre em materiais transparente e translúcido
• Absorção: o feixe de raios paralelos incide em S e não se reflete nem se Produzir refração, a luz e absorvida pela superfície. Ocorre em objetos de cor escura

PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA

A óptica geométrica são três princípios que a reagem , consequentemente o modo de propagação da luz.

O Princípio de Propagação Retilínea dos Raios Luminosos, em meios transparentes e homogêneos um raio de luz percorre trajetória retilínea.

O Princípio de Reversibilidade dos Raios Luminosos, o seu percurso não e modificado caso o percurso seja invertido, nos meios transparentes e homogêneos.

O Princípio de Independência dos Raios Luminosos, fala que quando os raios de luz se cruzem não altera sua trajetória direção... , isto em qualquer que seja o meio.

APLICAÇÕES DA PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DA LUZ

São Fenômenos com a formação de sombra e penumbra,os eclipse, e a formação de imagens em câmaras.

SOMBRA E PENUMBRA

Quando um corpo opaco é colocado entre uma fonte de luz e um anteparo é possível delimitar regiões de sombra e penúmbra. A sombra é a região do espaço que não recebe luz direta da fonte. Penúmbra é a região do espaço que recebe apenas parte da luz direta da fonte, sendo encontrada apenas quando o corpo opaco é posto sob influência de uma fonte extensa

ECLIPSES

A origem da palavra eclipse grega e significa desmaio ou abandono, já o significado atual de ocultação ou obscurecimento parcial ou total de astros pela interposição de outros. Fenômeno muito conhecido e do eclipse do sol e da lua.  

ECLIPSE DO SOL

O eclipse do sol pode ser parcial ou total , o fenômeno so acontece com os três astros estão alinhados .

Quando acontece o eclipse solar, alguma parte do planeta fica sem luz , mesmo seja dia fica sem iluminação.

Há tanta o eclipse anular que é raríssimo e acontece quando vemos o sol como anel, mas só pode ser visto em um posto X, que corresponde ao vértice do cone de sombra da Lua.

ECLIPSE DA LUA

Quando a lua e, Terra e Sol se alinham.

AS FASES DA LUA

São denominada quatro fases. Nova, crescente, cheia e minguante. Se modificando diariamente, isso se deve  a mudança de posição entre a terra, lua e sol.

As constelações indígenas Brasileiras.

Antigamente acreditavam que a abobada celeste era imutável e perene –perfeita e divina. Conhecemos as constelações zodíaco, um conjunto de treze constelações situadas em uma faixa de céu próxima a trajetória anual do sol: Peixes, Áries, touro, gêmeos, câncer, leão,virgem, libra, escorpião, Ophiuchus, sagitários,capricórnio e aquário, descrita pelos nossos antepassados gregos.

As observações do céu que realizamos com índios de todas as regiões do Brasil permitiram localizar a maioria das constelações Tupinambá, apenas relatadas por d`Abbeville e de diversas outras etnias indígenas brasileiras. Os índios brasileiros davam maior importância às constelações localizadas na Via Láctea, que podiam ser constituídas de estrelas individuais e de nebulosas, principalmente as escuras. A Via Láctea é chamada de Caminho da Anta (Tapi’i rapé, em guarani) pela maioria das etnias dos índios brasileiros, devido principalmente às constelações representando uma Anta (Tapi’i, em guarani) que nela se localizam.

Ângulo Visual - É a distancia entra o observador  e o objeto.  O que esta mais afastado parece menor , pois o ângulo de visão diminui com o distanciamento entre os olhos e os objetos.

Limite Acuidade Visual - É o menor ângulo visual pelo qual podemos ver o tamanho de um objeto.

CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO

É o precursor da máquina fotográfica.  Ela é uma caixa de paredes opacas com um pequeno buraco no centro de uma das faces.

Equação da Câmara Escura :

MN/M’N’ = P/P.

CORES E VELOCIDADE DA LUZ

A luz de uma lâmpada incandescente comum ou a luz do Sol é chamada deLUZ BRANCA  ou LUZ VISÍVEL.

Issac Newton verificou que , quando a luz branca atravessa um prisma de vidro, ela se decompõe em infinitas cores, que podem ser agrupadas nas cores vermelhas, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta. Sempre nesta ordem.

A dispersão da luz acontece por causa do fenômeno da refração.

FENÔMENO DA COR

Podemos dizer que cor é a interpretação fisiológica ao recebimento de uma luz de determinado comprimento.  Isso depende da existência de alguns dispositivos chamados de cones, que se encontram nos olhos. A partir deles é possível enxergar mais ou menos cores ou definiras cores primárias.

O olho humano tem três tipos de cones, enquanto alguns animais apresentam dois ou quatro tipos de cones.

A cor de um corpo resulta de dois fenômenos ópticos: da absorção e da difusa.  Se dois corpos vistos sobre a luz solar branca, um vermelho e outro azul, quando colocados em um ambiente iluminado apenas com uma luz monocromática vermelha, este se mostrará vermelho , porque é a cor que ele reflete difusamente, e o azul aparecerá na cor preta , porque ele absorve a cor vermelha e não reflete nenhuma.

FILTRO DE LUZ

O filtro de luz é qualquer dispositivo feito de material transparente que deixa passar a luz de uma única cor.

Um filtro vermelho é aquele que permite a passagem de apenas radiação de luz vermelha.

Algumas plantas e animais possuem a capacidade de se adaptar á cor do ambiente ou de outros seres, passando assim despercebido de seus predadores ou presas.  Fenômeno chamado de MINETISMO.

AS CORES NA ARTE VISUAL

As cores podem receber diversas classificações, chamada de cores quentes, frias, primarias, secundária. Podemos perceber melhor essas classificações na roda cromática. Para que as obras de arte e as vestimentas da moda tenham uma boa expressão visual, as cores devem ser combinada adequadamente, proporcionando uma impressão harmônica. Os artitas utilizam-se dos seguintes tipos de harmonia das cores..

• Harmonia monocrática: Uma só cor com diferentes graus de tonalidade.
• Harmonia análoga: Cores derivada de uma cor primaria.

Referência Bibliografica

LUKE, L. P. ; YAMAMOTO, K. Física para o Ensino Médio, Volume 2 – 1. ed. – São Paulo : Saraiva, 2010. P.134 a 151. Capítulo 7 : "Princípios da Óptica geométrica". 

Capítulo 4 - MUDANÇAS DE ESTADO

MUDANÇAS DE ESTADO 

As substancias são apresentadas em três etapas (fases) apelidadas por estado físico: sólido, gasoso e liquido. A matéria é composta por fragmentos pequenos chamados de átomos, íons ou moléculas. É uma condição macroscópica e estar sujeito à temperatura e do estado de associação dessas partículas, denominando-se de etapa física. Determinando assim características como a densidade e a forma das substancias. 

• Fase sólida: os fragmentos dessas substâncias estão muito perto umas das outras e juntas de forma coerente. O indivíduo no estado sólido apresenta o volume fixo e forma própria, não sofrendo compressão. Cada fragmento representado realiza movimentos oscilatórios em torno da posição fixa. 
• Fase liquida: as partículas dessa substância estão mais afastadas do que na etapa sólida, pois a coesão das forças já não é tão acentuada. Os líquidos possuem volume constante adquirindo assim a forma do recipiente que os contem por não apresentarem sua estrutura cristalina, e também se escoam com mais facilidade; praticamente incompressíveis e em repouso apresentam uma superficial tensão. 
• Fase gasosa: se da quando as partículas da substancia estão totalmente espalhadas uma das outras e se encontram, relativamente, em grandes distancias. O volume do gás pode variar, tomando todo o espaço do local que o recebe, exercendo sua forma, e sofrendo assim tanto a compressão como a expansão. Essas partículas estão livres exercendo constante movimento.

Para ocorrer a fusão, ebulição e sublimação, a substancia deve receber calor, enquanto na sublimação acontece o inverso, a condensação e a solidificação ocorrem com a perda de calor (energia). A temperatura que se encontra cada uma das mudanças é denominada:

• Para o 1°: ponto de fusão (P.F), temperatura em que acontece a passagem da etapa sólida para a liquida, ou o inverso, ponto de solidificação (P.S); 
• Para o 2°: ponto de ebulição (P.E), temperatura em que há a entrada da fase liquida para a gasosa,ou, inverso, ponto de condensação (P.C), temperatura na qual passa da fase gasosa para a fase liquida. 

As temperaturas de mudança de fase variam da pressão a que as substancias estão bubmetidas. 

VAPORIZAÇÃO E CONDENSAÇÃO 

Acontece a vaporização quando a partícula da substancia na etapa liquida adquire energia para passar para a etapa gasosa. A vaporização se distingue em três nomes: 

• Evaporação: ocorre a vaporização em qualquer temperatura. Moléculas da superfície acessível do liquido retiram calor de moléculas distintas para adquirir maior energia cinética escapando para a fase gasosa. 
• Ebulição: na ebulição, a molécula tem energia cinética o bastante para conseguir chegar ao estado gasoso. A água entrando em ebulição, ou seja, ela ferve em a uma temperatura de 100°C, em pressão de 1,0 atm: significando que grande parte das moléculas da água tem energia o suficiente para se vaporizar. 
• Calefação: é a vaporização forçada. Em uma frigideira, por exemplo, ao deixarmos cair alguns pingos de água, a vaporização acontece tão rapidamente que os pingos nem tocam o fundo da frigideira, movimentadas por moléculas em estado de vaporização, elas se dissipam totalmente. O oposto da vaporização é a Condensação. Retirando calor de certa substancia em forma de vapor, acontece à condensação e ela passa para o estado liquido quando atinge seu ponto de condensação. Quando não existem trocas de calor a temperatura continua constante. 

Na superfície de um copo de vidro com água gelada são visíveis algumas gotículas de água condensada. De onde vem essa água? Essa água que escorre pelo copo vem do ar atmosférico. 

Pressão Máxima de Vapor 

Quando um liquido é colocado em um recipiente e esse mesmo sob uma temperatura constante , algumas partículas vão passar para o estado de vapor e irá formar uma fase de vapor sobre a superfície desse líquido. Quando tiver um numero suficiente de partículas nessa fase de vapor, consequentemente algumas delas vão se colidir com a superfície do líquido e depois voltam a massa liquida, logo após condensando-se. Quando a quantidade de partículas que evaporaram e permaneceram nesse estado for igual à das que se valorizaram e condensaram. O PONTO DE EBULIÇÃO é a temperatura na qual a pressão máxima de vapor de um líquido iguala- se à pressão atmosférica ambiente. 
A pressão máxima de vapor depende da natureza do líquido. Alguns líquidos como: éter, álcool e a gasolina (líquidos voláteis) que tem maior facilidade para evaporar são maiores quando comparada com a da água. 

Fusão e solidificação 

A fusão ocorre quando fornecemos energia necessária a uma substância no estado sólido. O sólido recebe um calor que faz com que aumente a vibração das partículas, quebrando o retículo cristalino. As forças de coesão são suficientes para manter as partículas próximas umas das outras. Durante a fusão, a temperatura permanece constante, é preciso continuar fornecendo calor, pois afastar as partículas e diminuir as forças de coesão requer energia. Quando retiramos energia de um sistema em fase líquida, as partículas reaproximam-se e ocorre a solidificação. Durante a fusão e a solidificação a maior parte das substâncias aumenta de volume ao fundir-se. Para o gelo ao fundir-se, o volume da água diminui devido à redução das interações intermoleculares. Ex : Parafina sólida afunda na parafina líquida. A água é uma exceção: o gelo flutua na água líquida. 

Regelo, uma anomalia 

É um fenômeno segundo o qual algumas substâncias, quando submetidas a determinada pressão, fundem-se e voltam a solidificar-se quando a pressão extra é removida. Foi descoberto inicialmente por Michael Faraday e depois investigado pelo professor Irlandês John Tindall. 

Sobrefusão 

A sobrefusão é o acontecimento que incide em uma substância deparar no estado líquido numa temperatura abaixo da sua temperatura de solidificação. A sobrefusão é um estado de estabilização bastante instável.

Quando depositamos, em um líquido superfundido, um pequeno cristal da substância, ele serve de núcleo e provoca a solidificação de toda a substância. Uma perturbação mecânica num líquido superfundido pode provocar também a solidificação. Quando um líquido superfundido se solidifica, a sua temperatura aumenta até atingir a temperatura de solidificação. 

Diagrama de fases 

O diagrama de fases de uma substancia pura , que indica seu estado físico, sabendo das grandezas. Cada diagrama é composto de três curvas. O diagrama A é valido para quase todas as substâncias, enquanto o diagrama B e para poucos como água, o ferro ... , entre os dois só há modificações na inclinação. Há 3 Trechos :

• O trecho 1: E a curva que separa o estado sólido do líquido. Ponto de fusão ou solidificação cada ponto representa. 
• O trecho 2: Curva de vaporização ou condensação, essa curva separa o estados líquidos e gasosos. 
• O trecho 3: Curva de sublimação ou ressublimação, separa diretamente o estado sólido do gasoso. 

1. .o ponto triplo (Pt), indica a temperatura da substancia e o seu estado físicos. 
2. .o ponto critico (Pc), indica a temperatura critica, além do estado . A pressão correspondente á temperatura crítica é a pressão de vapor do ponto crítico.

 Higrometria 

Vemos serviços de meteorologia diariamente em jornais e na televisão. A hidrometia é a parte que estuda a quantidade de vapor d´água existente na atmosfera, em dado momento. O vapor interfere no metabolismo humano, no ciclo das chuvas (águas) ,e em eventos meteorológicos. Para a medida de quantidade de vapor d´água presente no ar, usa a umidade absoluta do ar e a umidade relativa do ar. Para umidade absoluta do ar é a massa de vapor d´ presente no ar atmosférico para calcular faz um conta dividindo U=m/v . Umidade relativa do ar é a razão, em dado momento entre a pressão de vapor d´água do ambiente e a pressão máxima do valor ou do vapor saturado, sob a temperatura. A umidade relativa do ar é divulgada em porcentagem. Quando esta em 30 % considera baixo, já acima de 90% aumenta a sensação de calor, devido a redação de transpiração. Já na umidade agradável depende do local, da presença de ventos e da insolação.Numa sauna que a umidade relativa do ar e 100%, sentimos desconforto pois nossa transpiração está comprometida. Há aparelhos medidores tanto da umidade absoluta como da umidade relativas do ar, são chamados de higrômetros ou psicrômetros e estão presentes em diversos locais.

Sublimação e ressublimação 

Começa no triplo Pt, separando a fase sólida da gasosa, na sublimação a substancia passa diretamente do estado solido para gasoso, sem transitar pela fase líquida, a transformação inversa e chama ressublimação. Ex: gelo-seco e naftalina. Naftalina usando para repelir traças e baratas e também mau cheiro. O gelo-seco e conhecido pelo efeito que provoca quando entra em contato com a água.

Calorimetria

2º Trimestre

Calorimetria 

Observamos nesse capitulo algumas manifestações de grandeza térmicas em nossa vida diária. Como aquecer água no fogão e sabendo que esquenta mais rápida água numa panela do que dentro de uma pedra, entendermos isso, como a transferência de calor e aprenderemos como são calculadas as quantidades de calor transferência de um estado físico. 

O calor 

É a energia térmica em transito devido a diferença da temperatura existente. Para Medir usamos Joule, caloria. A relação entre as duas é 1 cal= A,1,86 J*. Resultado do experimento de James Precott Joule.

O experimento de uma câmara contendo água, com duas pás presas a um eixo. A caloria vem dos alimentos uma reação química as ligações químicas. Depois de dirigido são queimados e transformados em glicose e outros compostos. 

A propagação do calor 

Se pudermos o mesmo líquido nas colunas de um sistema de vasos comunicantes abertos na parte superior, chega alcançar o equilíbrio hidrostático. As três colunas não importam que tenham o mesmo volume, o calor flui espontaneamente para o menos quente isso termina quando o equilíbrio térmico. 

Uma lâmpada incandescente acesa, a energia elétrica que a alimenta se transforma em outra energia a luminosa. 

A energia térmica e propagada irradiando calor e aquecendo como o sol, ao aproximamos do bullo da lâmpada. O encostando no bullo para sentir o calor. A convecção quando a matéria se movimenta de vem lado para outro levando a energia térmica como as massas de ar. 

Condução Térmica 

É a propagação de calor na qual a energia se transmite de partícula para partícula. Na fama de propagação, havendo colisões entre as partículas. 

Cada material se diferencia na forma de conduzir o calor com o tipo de substancia e as ligações que o compõem. 

O bom condutor e um passador de calor. E o mau condutor conduz mal e o isolante térmico. A diferença esta nas ligações interass se dão nas estruturas atômicas ou moleculares. Os bons tem elétrons livres nas camadas periféricas podem propagar energia. Os maus estão comprometidos em ligações que não permitem. 

As partículas vizinham são indicativos de condutibilidade geralmente sólidos são os melhores condutores que líquidos e gases tanto que o ar é um ótimo isolante térmico, outro exemplo e o gelo. 

A lâmpada de Davig 

Usadas nas minas de carvão, poderia causar explosões inventadas em 1815 por Humphry Davy. 

Em uma tela metálica, boa condutora térmica, envolvendo a chama acesa. A tela protege o ambiente do calor e de possíveis explosões. Quando a lâmpada apagasse era um sinal que o metano alcançou um alto nível podendo haver explosões. 

Convecção Térmica 

Quando aquecemos uma panela com água. A superfície do alto com água esta com menor temperatura que a parte inferior, vemos nas pequenas bolhas que sobrem e descem. 

A porção de baixo aquece primeira havendo movimentação do liquido. O processo de convecção e a prolongação do calor no transporte de matéria. Vemos no movimento das partículas em meios líquidos e gasosos. 

Brisas Costeiras, de dia o ar fica quente sobre a terra, pois aquece mais rápido que a água então o ar sobe e o ar menos quente desce e faz a brisa marítima. A noite se inverte o ar quente fica por cima do mar. 

A inversão térmica 

Inversão térmica e a movimentação das correntes atmosféricas por convecção. Quando ocorre em grandes cidades e reuni pois espalha os poluentes pelo ar. 

Irradiação térmica 

E a propagação de calor, na qual a energia se transmite através de ondas eletromagnéticas a propagação e bem alta e se transmite em vários matérias, como ar e vidro. E remetida entre radiação infravermelha. 

O efeito estufa na Terra 

E o efeito que acontece na estufa de planta, porém com amplitude maior. Ele retém o calor vindo do sol aquecendo a terra. 

Fluxo de calor por condição 

A intensidade da chama determina a energia que é transferida a panela, no caso do fogão e consequentemente aquecendo mais rápido. Depende também da panela que escolher, fina , grossa ou metálica e tendo que centralizadas na boca no fogão. O fluxo de calor é quantidade de energia proveniente da chama. E sua intensidade e a forma da panela, medira a chama. Calculamos a quantidade de calor Q e a área A e o tempo DeltaT . 

De acordo com esse modelo, materiais mais densos, como o ouro, apresentam maior empacotamento de partículas por unidade de volume que o ar. Então espera que o outro e melhor condutor de calor. 

Lei de Fourier 

Matematico françês Jean Baptiste Joseph Fourier que a propagação de energia térmica e constante através de um material condutor homogêneo e fluxo e diretamente proporcional a área transversal e a diferença entre temperatura. 

Radiação térmicas e a lua de Stlfan- Baltzamann 

Todo como emite uma forma de energia, constituídas por onda que se propagam a velocidade da luz, ou em forma de ondas. O infravermelho a noites vemos diferentes o corpo emitindo o calor. Cada tem uma capacidade especifica para absorver e emitir calor por radiação. 

Se existe dois corpos e a minha foi maior que a do vizinho a minha emitira mais radiação enquanto recebe menos. O corpo negro e quando estamos em equilíbrio com o vizinho. O corpo hipoteticamente apresentaria o melhor poder emissor seria o corpo negro. O poder emissor de um corpo negro em equilíbrio térmico e a certa temperatura absoluta. 

Com esses valores, e possível avaliar o nível de conforto oferecido por coberturas feitas por determinados matérias e determinar as faixas de temperatura. 

Efeitos de calor 

A geladeira é uma maquina térmica, tirando o calor de um sistema, coloque um copo de água no congelador, a água no congelador, a água resfriara, ou coloque cubos de gelos sobre um prato ele vai derreter, virando água. 

Calor sensível e Calor latente 

Calor sensível é o valor trocado que faz com que uma substancia sofra variação tão somente de temperatura. 

O calor trocado que altera o estado físico de uma substancia, com a temperatura permanecendo constante, recebe o nome de calor latente. 

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA :

LUKE, L. P. ; YAMAMOTO, K. Física para o Ensino Médio, Volume 2 – 1. ed. – São Paulo : Saraiva, 2010. Cap.3 Calorimetria. P.39- 61.

Exercícios

1) Qual o aumento de comprimento que sofre uma extensão de trilhos de ferro com 1000m ao passar de 0°C para 40°C, sabendo-se que o coeficiente de dilatacao linear do ferro é 12.10^-6
°C-1?
ΔL= L.a. Δ.T

ΔL = quanto que variou no comprimento
L = o comprimento inicial
a = coeficiente de dilataçao
ΔT = variaçao da temperatura

ΔL= 1000. 12.10^-6 . (40-0)
ΔL = 0,48m
O aumento de comprimento entao é 0,48m

2) Uma barra de ferro tem, a 20ºC, um comprimento igual a 300 cm. O coeficiente de dilatação linear do ferro vale 12.10^-6 ºC-1. Determine o comprimento da barra a 120ºC.

L=300 CM
a=12.10-6 ºC-1
ΔL= L0.a.ΔT
ΔL= 3.12.10-6 .100
ΔL= 0,0036m

L= ΔL + L0
L= 0,0036 + 3
L= 3,0036m

3)Uma chapa de alumínio, B=48.10^-6 ºC^-1, tem área de 2m² a 10ºC. Calcule a variação de sua área entre 10ºC e 110ºC.
Calcule a variação de sua área entre 10ºC e 110ºC?

Δt= Tf-Ti
Δt= 110 - 10
Δt= 100

ΔS= Si . B .ΔT
ΔS= 2. 48.10^ -6. 100
ΔS= 9600.10^ -6
ΔS= 0,009600
ΔS= 0,0096m²

5) Ao ser aquecido de 10º C para 210º C, o volume de um corpo sólido aumenta 0,02 cm³. Se o volume do corpo a 10º C era 100 cm³, determine os coeficientes de dilatação volumétrica e linear do material que constitui o corpo.

ti = 10º C
tf = 210º C
ΔV = 0,02 cm³
Vi = 100 cm³
y = coeficiente de dilatação volumétrica do material = ?
a = coeficiente de dilatação linear do material = ?

Cálculo de y
ΔV = Vi.y.(tf - ti)
0,02 = 100.y.(210 - 10)
0,02 = 100.y.200
0,02 = 20000.y
0,02/20000 = y
0,000001 ºC^-1 = y
1.10^-6 ºC^-1 = y

Cálculo de a
y = 3.a
a = y/3
a = 1.10^-6/3
a = 0,33.10^-6 ºC^-1

6) Um petroleiro recebe uma carga 10^7 barris de petróleo no Golfo Pérsico, a uma temperatura de 50º C. Qual a perda em barris, por efeito de contração térmica, que esta carga apresenta quando á descarregada no Brasil, a uma temperatura de 10º C? Dado: y petróleo = 10-3 oC-1.

Vi = 10^7 barris
ti = 50º C
Vf = ?
tf = 10º C
y = 1.10^-3 ºC-¹

Cálculo da variação do volume
ΔV = Vi.y.(tf - ti)
ΔV = 10^7.10^-3.( 50-10)
ΔV = 10^7.10^-3.(40)
ΔV = 40. 10^-4
ΔV= 4. 10^-5

ΔV= 4. 10^-5 barris (perda em barris)

Cálculo do volume final Vf
Vf= ΔV +Vi
Vf = 4.10^-5 +1. 10^7
Vf = 5. 10^2 barris

Dilatação térmica dos líquidos

Dilatação térmica dos líquidos 

Os líquidos também sofrem dilatação, geralmente ela é maior do que as do recipiente onde estão contidos. 

A dilatação de um liquido é vista simultaneamente com a do recipiente que o encerra. 

E a diferença entre as duas dilatações é chamada de dilatação aparente = dilatação do recipiente 

Depois que a temperatura do sistema cima aumentar, uma parte do liquido que está no recipiente transborda. O volume que derrama e chamado de dilatação aparente (ΔVap) do liquido, e é escrito da seguinte maneira: ΔVap = γapViΔt. Onde o γap é chamado de coeficiente de dilatação térmica aparento do liquido. Sua capacidade volumétrica também varia, ele pode ser expresso por: ΔC = γfViΔt.

A dilatação que o liquido sofre é dada pela adição da dilatação aparente com a variação da capacidade volumétrica. 

ΔV= ΔVAP + ΔC

Se fizermos a substituição na equação acima podemos concluir que o coeficiente de dilatação volumétrica vai ser igual a soma algébrica do coeficiente de dilatação térmica aparente do liquido, mais o coeficiente de dilatação térmica do recipiente teremos : 

γ= γap+ γf