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QUIMICA 10

Soluo

A uma mistura homognea de duas ou mais substncias d-se o nome de soluo. Umasoluo pode ser slida, lquida ou gasosa.Um dos componentes da soluo o solvente ou fase dispersante. Todosos outros so ossolutos ou fases dispersas.

Destilao

O processo de destilao envolve ferver a gua transformando-a em vapor. O vapor de gua conduzido a uma superfcie de refrigerao onde retorna ao estado lquido em outrorecipiente. Uma vez que as impurezas (solutos) no so vaporizados, permanecem noprimeiro recipiente. Observe-se que mesmo a destilao no purifica completamente agua, embora a torne 99,9% pura.

Evoluo do modelo atmico

Modelo de DaltonEm 1808, Dalton props a teoria do modelo atmico, onde o tomo uma minscula esferamacia, impenetrvel, indestrutvel e indivisvel. Todos os tomos de um mesmo elementoqumico so idnticos. Seu modelo atmico foi apelidado de "modelo atmico da bola debilhar".Modelo de ThomsonAtravs de suas experincias, Thomson concluiu que a matria era formada por um modeloatmico diferente do modelo atmico de Dalton: uma esfera de carga positiva continhacorpsculos (electres) de carga negativa distribudos uniformemente semelhana de um

pudim de passas.O "modelo atmico do pudim com passas", substituiu ento ao "modelo da bola de bilhar",mas no eliminou totalmente as dedues de Dalton, apenas foram acrescentadas maisinformaes.Modelo de RutherfordModeloatmico no qual os electres giravam em torno do ncleo atmico, que considerou aregio central do tomo onde havia a maior parte da massa atmica.O modelo se baseava em rbitas electrnicas, isto comparveis um sistema planetrio,Rutherford chegou concluso que a maior parte do tomo se encontra vazia, estandopraticamente a totalidade de sua massa no ncleo, este sendo em torno de dez mil vezesmenor que o tomo.Modelo de BohrSua teoria consistia que ao girar em torno de um ncleo central, os eltrons deveriam girarem rbitas especficas com nveis energticos bem definidos. Que poderia haver a emissoou absoro de pacotes discretos de energia chamados de quanta ao mudar de rbita.Realizando estudos nos elementos qumicos com mais de dois eltrons, concluiu que setratava de uma organizao bem definida em camadas. Descobriu ainda que as propriedadesqumicas dos elementos eram determinadas pela camada mais externa.Modelo atmico actual

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Fundamentada na hiptese proposta por Broglie onde todo corpsculo atmico podecomportar-se como onda e como partcula, Heisenberg, em 1925, postulou o princpio daincerteza.A ideia de rbita electrnica acabou por ficar desconexa, sendo substituda pelo conceitode probabilidade de se encontrar num instante qualquer um dado electro numadeterminada regio do espao.

O tomo deixou de ser indivisvel como acreditavam filsofos gregos antigos. O modeloatmico portanto, passou a se constituir na verdade, de uma estrutura complexa.

Reaces nucleares

A emisso natural de uma partcula, por um ncleo atmico instvel, seja ela, alfa, beta,neutro, proto, etc, transforma o ncleo de um determinado elemento qumico em um novoncleo que corresponde um outro elemento qumico. Assim , cada uma dessasdesintegraes radioactivas representa a transmutao de um elemento em outro.(Transmutao tambm pode ser efectuada artificialmente).

Radioactividade

A Radioactividade a actividade, que certos tomos possuem, de emitir radiaeselectromagnticas e/ou partculas de seus ncleos instveis, com o propsito de adquirirestabilidade. Nesse processo so originados outros ncleos, que podem ser estveis ouainda instveis; quando o ncleo formado ainda instvel, ele continua emitindo partculase/ou radiaes at se transformar em um ncleo estvel.

Teoria do bigbang

BigBang a teoria cientfica que o universo emergiu de um estado extremamente denso equente h cerca de 13,7 bilhes de anos. A teoria baseia-se em diversas observaes que

indicam que o universo est em expanso de acordo com um modeloFriedmann-Robertson-Walker baseado na teoria da Relatividade Geral, dentre as quais a mais tradicional eimportante relao entre os redshifts e distncias de objetos longnquos, conhecida comoLei de Hubble, e na aplicao do princpio cosmolgico.Em um sentido mais estrito, o termo "BigBang" designa a fase densa e quente pela qualpassou o universo. Essa fase marcante de incio da expanso comparada a uma exploso.

Constituio do universo

O Universo o conjunto de todos os astros existentes: planetas, estrelas, galxias,nebulosas e restantes corpos conhecidos. Os dados actuais levam concluso de que oUniverso constitudo por 4% de tomos, 22% de matria escura (apenas detectvel pelo

seu efeito gravitacional) e 74% de energia escura.

Radiao do corpo negro

corpo negro um corpo que absorve toda a radiao que nele incide: nenhuma luz oatravessa nem refletida. Apesar do nome, corpos negros produzem radiaoeletromagntica, tal como luz. Quando um corpo negro aquecido, essas propriedades otornam uma fonte ideal de radiao trmica. Se um corpo negro ideal a certa temperatura cercado por outros objetos da mesma temperatura e em equilbrio trmico, um corpo

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negro em mdia emitir exatamente a mesma quantidade que absorve, em todos oscomprimentos de onda: cada raio que atinge o objeto absorvido, ento ele ser emitido damesma forma

Formao e evoluo das estrelas

Estrelas nascem em nuvens moleculares, grandes regies de matria de alta densidade(apesar dessa densidade ser um pouco menor do que aquela obtida numa cmara de vcuo naTerra), e se formam por instabilidade gravitacional nestas nuvens, causada por ondas dechoque de uma supernova (estrelas de grande massa que iluminam com muita intensidade asnuvens que as formam. Um exemplo dessa reflexo a Nebulosa de Orion).Estrelas gastam 90% de suas vidas realizando a fuso nuclear do hidrognio para produzirhlio em reaes de alta presso prximo ao seu centro. Tais estrelas esto na sequnciaprincipal do diagrama de Hertzsprung-Russell.Pequenas estrelas (chamadas de ans vermelhas) queimam seu combustvel lentamente ecostumam durar dezenas a centenas de bilhes de anos. No fim de suas vidas, elassimplesmente vo apagando at se tornarem ans negras.Conforme a maioria das estrelas esgota a sua reserva de hidrognio, suas camadasexternas expandem e esfriam formando uma gigante vermelha (em cerca de 5 bilhes deanos, quando o Sol j for uma gigante vermelha, ele ter engolido Mercrio e Vnus.)Eventualmente, o ncleo ser comprimido o suficiente para iniciar a fuso do hlio. Ento acamada de hlio se aquece e expande, para em seguida esfriar e se contrair. A reaoexpulsa a matria da rea externa para o espao, criando uma nebulosa planetria. O ncleoexposto irradia ftons ultravioletas que ionizam a camada ejetada, fazendo-a brilhar.Estrelas maiores podem fundir elementos mais pesados, podendo queimar at mesmo ferro.O ncleo remanescente ser uma An branca, formada de matria degenerada sem massasuficiente para provocar mais fuso, mantida apenas pela presso de degenerescncia. Essamesma estrela vai se esvair em uma an negra, em uma escala de tempo extremamentelonga.

Em estrelas maiores, a fuso continua at que o colapso gravitacional faa com que aestrela exploda em uma supernova. Este o nico processo csmico que acontece emescalas de tempo humanas. Historicamente, supernovas tm sido observadas como "novasestrelas" onde antes no havia nenhuma.A maior parte da matria em uma estrela expelida na exploso (formando uma nebulosacomo a Nebulosa do Caranguejo) mas o que sobra vai entrar em colapso e formar umaestrela de nutrons (um pulsar ou emissor de raios x) ou, no caso das estrelas maiores, umburaco negro.A camada externa expelida inclui elementos pesados, que so comumente convertidos emnovas estrelas e/ou planetas. O fluxo da supernova e o vento solar de grandes estrelas muito importante na formao do meio interestelar.

Espectros

Espectro o resultado obtido quando as radiaes electromagnticas so emitidas nos seuscomprimentos de onda ou frequncias correspondentes.As radiaes luminosas visveis do um espectro de bandas coloridas quando a luz brancapassa atravs de um prisma ou rede de difraco. As cores deste espectro, segundo oscomprimentos de onda decrescentes so vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil evioleta, ver em Espectro de Fraunhofer.

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Os espectros formados pelas radiaes emitidas por corpos incadescentes ouconvenientemente excitados so designados por espectros de emisso.Quando a luz branca passa atravs de um meio semitransparente, d-se uma absoroselectiva de radiaes de certos comprimentos de onda; o espectro desta luz transmitidadesigna-se ento por espectro de absoro.Os espectros de emisso e de absoro de uma substncia so caractersitcos dessa

substncia, sendo muitas vezes usados para a sua identificao. Tais espectrosso oresultado de transies entre diferentes estados estacionrios dos tomos ou molculas dasubstncia, sendo emitidas ou absorvidas, simultaneamente, ondas electromagnticas.Espectro contnuo aquele em que figuram todos os comprimentos de onda dentro decertos limites. Espectro de riscas , pelo contrrio, aquele em que aparecem apenas certoscomprimentos de ondas.

Efeito fotoelctrico

O efeito fotoelctrico a emisso de electres por um material, geralmente metlico,quando exposto a uma radiao electromagntica (como a luz) de frequnciasuficientemente alta, que depende do material. Ele pode ser observado quando a luz incide

numa placa de metal, literalmente arrancando da placa electres.Os Electres que giram volta do ncleo so a mantidos por foras de atraco. Se a estesfor fornecida energia suficiente, eles abandonaro as suas rbitas. O efeito fotoelctricoimplica que, normalmente sobre metais, se faa incidir um feixe de radiao com energiasuperior energia de remoo dos electres do metal, provocando a sua sada das rbitas:sem energia cintica (se a energia da radiao for igual energia de remoo) ou comenergia cintica, se a energia da radiao exceder a energia de remoo do electres.Tabela peridica

Tabela peridica dos elementos qumicos a disposio sistemtica dos elementos, na

forma de uma tabela, em funo de suas propriedades. muito til para se preverem ascaractersticas e tendncias dos tomos. Permite, por exemplo, prever o comportamento detomos e das molculas deles formadas, ou entender porque certos tomos soextremamente reativos enquanto outros so praticamente inertes etc. Permite preverpropriedades como eletronegatividade, raio inico, energia de ionizao etc.. D, enfim,fazer inferncias qumicas plausveis.

Ligaes qumicas

As ligaes qumicas so unies estabelecidas entre tomos para formarem as molculas,que constituem a estrutura bsica de uma substncia ou composto. Na Natureza existemaproximadamente uma centena de elementos qumicos. Os tomos destes elementos

qumicos ao se unirem formam a grande diversidade de substncias qumicas.As ligaes qumicas podem ocorrer atravs da doao e recepo de electres entre ostomos (ligao inica). Como exemplo NaCl (cloreto de sdio). Compostos inicos conduzemelectricidade no estado lquido ou dissolvido. Eles normalmente tm um alto ponto de fusoe alto ponto de ebulio.Outro tipo de ligaes qumicas ocorre atravs da partilha de electres: a ligaocovalente. Como exemplo H2O (gua).

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ligao metlica- onde os electres das ltimas camadas dos tomos do metal saltam epassam a se movimentar livremente entre os tomos criando uma fora de atraco entre ostomos do metal, neste caso, no h perda de electres.Ligaes inicas - Ligaes Inicas so um tipo de ligao qumica baseada naatracoelectrosttica entre dois ies carregados com cargas opostas.Na formao da ligao inica, um metal tem uma grande tendncia a perder electro(s),

formando um io positivo ou catio. Isso ocorre devido baixa energia de ionizao de ummetal, isto , necessria pouca energia para remover um electro de um metal.Teoria do OctetoUm grande nmero de elementos adquire estabilidade electrnica quando seus tomosapresentam oito electres na sua camada mais externa. Existem excepes para essateoria como o Hidrognio (H) e o Hlio (He), onde ambos se estabilizam com dois electresna ltima camada, ainda temos o caso do tomo de carbono que tetravalente (poderealizar quatro ligaes), alm dele todos os tomos que pertencem a famlia de nmero 14da tabela peridica (antes conhecida como famlia IVA) so tetravalentes e sendo assimencontram-se no eixo central dessa regra (Octeto), nesses casos os tomos optam (porassim dizer) por fazer 4 ligaes sigmas (ligaes simples) entre diferentes tomos.

Geometria molecular

Geometria molecular o estudo de como os tomos esto distribudos espacialmente emuma molcula. Esta pode assumir vrias formas geomtricas, dependendo dos tomos que acompem.Tipos de geometria molecularLinear: Acontece em toda molcula biatmica (que possui dois tomos) ou em toda molculaem que o tomo central possui no mximo duas nuvens electrnicas em sua camada devalncia. Exemplo: cido clordrico (HCl) e gs carbnico (CO2).Trigonal plana ou triangular: Acontece somente quando o tomo central tem trs nuvenselectrnicas em sua camada de valncia. Estas devem fazer ligaes qumicas, formando um

ngulo de 120 graus entre os tomos ligados ao tomo central. Obs: caso 2 das nuvenselectrnicas for de ligaes qumicas e uma de electres no ligantes a geometria angular,como descrita a cima. O ngulo de 120 .Angular: Acontece quando o tomo central tem trs ou quatro nuvens electrnicas em suacamada de valncia. No caso de trs, duas devem estar fazendo ligaes qumicas e umano, formando um ngulo de 120 graus entre os tomos ligantes. Quando h quatro nuvens,duas devem fazer ligaes qumicas e duas no, formando um ngulo de 105 graus entre ostomos.Tetradrica: Acontece quando h quatro nuvens electrnicas na camada de valncia dotomo central e todas fazem ligaes qumicas. O tomo central assume o centro de umtetraedro regular. ngulo de 109 28'Piramidal: Acontece quando h quatro nuvens electrnicas na camada de valncia do tomo

central, sendo que trs fazem ligaes qumicas e uma no. Os trs tomos ligados aotomo central no ficam no mesmo plano.O ngulo de 107. O exemplo mais citado oamonaco, NH3Bipiramidal: Acontece quando h cinco nuvens electrnicas na camada de valncia do tomocentral, todas fazendo ligao qumica. O tomo central assume o centro de uma bipiramidetrigonal, slido formado pela unio de dois tetraedros por uma face comum. Como exemplocita-se a molcula PCl5. Os ngulos entre as ligaes so 120 graus e 90 graus.Octadrica: Acontece quando h seis nuvens electrnicas na camada de valncia do tomocentral e todas fazem ligaes qumicas formando ngulos de 90 graus e 180 graus.

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Atmosfera

A atmosfera terrestre uma fina camada de gases sem cheiro, sem cor e sem gosto, presa Terra pela fora da gravidade. Visto do espao, o planeta Terra aparece como uma esferade colorao azul brilhante. Esse efeito cromtico produzido pela disperso da luz solarsobre a atmosfera, que tambm existe em outros planetas do sistema solar que tambm

possuem atmosfera. Consiste, da superfcie at o espao, da troposfera, da estratosfera,mesosfera, ionosfera e exosfera. Cada uma destas camadas apresentam gradienteadiabtico saturado, definido as mudanas de temperatura conforme a altura.Composio : composio da atmosfera e sua estrutura vertical possibilitaram odesenvolvimento da vida no planeta. Esta sua composio, quando seca e abaixo de 25 km: Nitrognio(BR) ou Azoto(PT) (N2) 78,08 %, actua como suporte dos demaiscomponentes, de vital importncia para os seres vivos, fixado no solo pela aco debactrias e outros microrganismos, absorvido pelas plantas, na forma de protenasvegetais; Oxignio(BR) ou Oxignio(PT) (O2) 20,94 % do volume da atmosfera, suaestrutura molecular varia conforme a altitude em relao ao solo, responsvel pelosprocessos respiratrios dos seres vivos; rgon0,93 %; (CO2) (varivel) 0,035 %; (He)0,0018 %; (O3) 0,00006 %; (H2) 0,00005 %; (Kr) indcios; Metano (CH4) indcios; (Xe)Indcios; (Rn) indcios.Camadas e reas de descontinuidadeAs camadas atmosfricas so distintas e separadas entre si por reas fronteirias dedescontinuidade.Troposfera (0 - 7/17 km)A Troposfera a camada atmosfrica que se estende da superfcie da Terra at a base daestratosfera(0 - 7/17 km). Esta camada responde por oitenta por cento do pesoatmosfrico e a nica camada em que os seres vivos podem respirar normalmente. A suaespessura mdia de aproximadamente 12km, atingindo at 17km nos trpicos e reduzindo-se para em torno de sete quilmetros nos plos. Todos os fenmenos meteorolgicos estoconfinados a esta camada.

Na base da troposfera encontra-se a Camada Limite Planetria (CLP) (tambm chamadaCamada Limite Atmosfrica, CLA) de altura tpica 1 km, na qual os efeitos da superfcie soimportantes, como o ciclo diurno de aquecimento e resfriamento. Na CLP tambm ocorre aturbulncia atmosfrica e seu efeito de mistura resultando na chamada Camada de Mistura(CM). Acima da CLP, o escoamento laminar (no turbulento), e o ar desliza em camadas, excepo do movimento turbulento que encontrado dentro das nuvens convectivas do tipocmulos de grande desenvolvimento vertical e cmulos nimbus. Em geral, a base das nuvense a uma inverso trmica de altitude pode ser encontrada junto ao topo da CLP, limitando-a.Os poluentes atmosfricos so difundidos pela turbulncia dentro da CLP e transportados longas distncias, at encontrar uma regio de ocorrncia de nuvens de grandedesenvolvimento vertical que possam lhes transportar at a troposfera superior. Umacamada de transio existe entre a CLP e a atmosfera livre, na qual ocorre entranhamento

de ar frio e seco da atmosfera livre dentro da CLP. O ar da CLP sobre os continentes naslatitudes tropicais em geral quente e hmido. Os fluxos de calor, momento, humidade,poluentes ocorrem na base da CLP a partir da superfcie e, por isso, o fluxo turbulento decalor diminui com a vertical dentro da CLP. Em geral, durante o dia, a CLP uma camadaconvectiva, durante a noite, estvel junto superfcie que se resfria por perdaradioactiva do calor acumulado durante o dia.

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opopausa sfria, poisoaracima

a stmaisfrio.2 stratosfera

3

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5

4

6

m)Naestratosferaatemperaturaaumenta comaaltitudeese caracterizapelosmovimentosdearemsentido 7 orizontal, ficasituadaentre

e

at 4

6

mdealtitudeaproximadamente, sendoasegunda camadadaatmosfera, compreendidaentreatroposferaeamesosfera, atemperaturaaumenta

medida ueaumentaaaltura.Apresentapequenaconcentra

$

odevapordeguaetemperatura constanteataregiolimtrofe, denominadaestratopausa.

8

uitosaviesa9

acto circulamnaestratosferaporqueelamuitoestvel. @ nesta camadaqueexisteacamadadeozonoeonde comeaadifusodaluz solar

3

queoriginaoazuldo cu).

@ prximo

estratopausaqueamaiorpartedoozonodaatmosferasitua-se.

0

stoemtornode A A quilmetrosacimadasuperfcie, napartesuperiordaestratosfera.

8

esosfera3

4

6

- B6

C

B 4 m)Namesosferaatemperaturadiminui comaaltitude, estaa camadaatmosfricaonde 7 umasubstancialquedadetemperatura c 7 egandoata-90Cemseutopo, estsituadaentreaestratopausaemsuaparteinferioremesopausaemsuapartesuperior, entre 4 0a

B 4 mdealtitude.

@ namesosferaqueocorreofenmenodaaeroluminesc1

nciadasemisses

da7

idroxilaenelaqueseda combustodosmeteorides.Amesopausaaregiodaatmosferaquedeterminaolimiteentreumaatmosfera commassamolecular constantedeoutraondepredominaadifusomolecular.

#

ermosfera3

B 0/85-D E

0+ m)Natermosferaatemperaturaaumenta comaaltitudeeestlocalizadaacimadamesopausa, suatemperaturaaumenta comaaltituderpidaemonotonicamenteatondeadensidadedasmolculastopequenaesemovememtrajectriasaleatriastal, queraramentese c7 ocam. @ acamadaondeocorremasauroraseondeorbita F aivm 2 spacial.

G

zono

A camadadeozonolocaliza-senaestratosfera, cercade90% deozonoatmosfricoestnesta camada, entre

D

a H 0quilmetrosdealtitude,cercade A 0 mdeespessura.

G

sgasesna camadadoozonosotorarefeitosque, seos comprimssemos

pressoatmosfricaaonveldomar, suaespessuranoseriamaiorquealgunsmilmetros. 2 stegsproduzidonasbaixaslatitudes, migrandodirectamenteparaasaltaslatitudes.

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As radiaes electromagnticas emitidas pelo Sol trazem energia para a Terra, entre asquais a radiao infravermelha, a luz visvel e um misto de radiaes e partculas, muitasdestas nocivas.Grande parte da energia solar absorvida e reemitida pela atmosfera. Se chegasse em suatotalidade superfcie do planeta, esta energia o esterilizaria.A camada do ozono uma das principais barreiras que nos protegem dos raios ultravioleta.

O ozonio deixa passar apenas uma pequena parte dos raios U.V., esta benfica. Quando ooxigniomolecular da alta-atmosfera sofre interaces devido energia ultravioletaprovinda do Sol, acaba dividindo-se em oxignio atmico; o tomo de oxignio e a molculado mesmo elemento se unem devido reionizao, e acabam formando a molcula de ozniocuja composio (O3)A regio, quando saturada de ozono funciona como um filtro onde as molculas absorvem aradiao ultravioleta do Sol e, devido a reaces fotoqumicas, atenuado o seu efeito. nesta regio que esto as nuvens-de-madreprola, que so formadas pela capa de ozonio.O ozono (O3) um composto qumico com efeitos prejudiciais para os seres vivos quando seencontra junto superfcie terrestre: provoca irritaes nos olhos e tracto respiratrio, o componente principal do nevoeiro fotoqumico e actua como gs com efeito de estufa.DegradaoOs clorofluorcarbonetos (CFCs), para alm de outros produtos qumicos produzidos peloHomem que so bastante estveis e contm elementos de cloro ou bromo, como o brometode metilo, so os grandes responsveis pela destruio da camada de ozonio. Os CFC teminmeras utilizaes pois so relativamente pouco txicos, no inflamveis e no sedecompem (facilmente). Sendo to estveis, duram cerca de cento e cinquenta anos. Estescompostos, resultantes da poluio provocada pelo Homem, sobem para a estratosferacompletamente inalterados devido sua estabilidade e na faixa dos 10 a 50 km de altitude,onde os raios solares ultravioletas os atingem, decompem-se, libertando seu radical, nocaso dos CFCs o elemento qumico cloro. Uma vez liberto, um nico tomo de cloro destricerca de 100 000 molculas de ozono antes de regressar superfcie terrestre, muitosanos depois.

Trs por cento (3%), talvez mesmo cinco por cento (5%), do total da camada de ozono jforam destrudos pelos clorofluorcarbonetos. Outros gases, como o xido de azoto (NO)libertado pelos avies na estratosfera, tambm contribuem para a destruio da camada doozono.Buraco do ozonoO buraco na camada de ozono um fenmeno que ocorre somente durante uma determinadapoca do ano, entre Agosto e incio de Novembro (primavera no hemisfrio sul).Quando a temperatura se eleva na Antrctica, em meados de Novembro, a regio aindaapresenta um nvel abaixo do que seria considerado normal de ozonio.No decorrer do ms, em funo do gradual aumento de temperatura, o ar circundante regio onde se encontra o buraco inicia um movimento em direco ao centro da regio debaixo nvel do gs.

Desta forma, o deslocamento da massa de ar rica em ozonio (externa ao buraco) propicia oretorno aos nveis normais de ozonio a alta atmosfera fechando assim o buraco.

Efeito de estufa.

O efeito estufa (ou efeito de estufa, como se diz em Portugal) um processo que ocorrequando uma parte da radiao solarreflectida pela superfcie terrestre absorvida pordeterminados gases presentes na atmosfera. Como consequncia disso, o calor fica retido,

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no sendo liberado ao espao. O efeito estufa dentro de uma determinada faixa de vitalimportncia pois, sem ele, a vida como a conhecemos no poderia existir.O que se pode tornar catastrfico a ocorrncia de um agravamento do efeito estufa quedesestabilize o equilbrio energtico no planeta e origine um fenmeno conhecido comoaquecimento global, que deve-se muito provavelmente a um aumento dos gases do efeitoestufa.

Os gases de estufa (dixido de carbono (CO2), metano (CH4), xido nitroso (N2O), CFCs(CFxClx)) absorvem alguma da radiao infravermelha emitida pela superfcie da Terra eradiam por sua vez alguma da energia absorvida de volta para a superfcie. Como resultado,a superfcie recebe quase o dobro de energia da atmosfera do que a que recebe do Sol e asuperfcie fica cerca de 30C mais quente do que estaria sem a presena dos gases deestufa.

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QUIMICA 11

Sntese do amonaco

O processo de Haber (tambm conhecido como Processo Haber-Bosch) uma reacoentre nitrognio e hidrognio para produzir amonaco.Esta reaco catalisada com o ferro, sob as condies de 250 atmosferas de presso euma temperatura de 450C.:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + energiaA reaco entre azoto e hidrognio reversvel, portanto, o rendimento na produo doamonaco depende de algumas condies:Temperatura: A formao do amonaco um processo exotrmico, ou seja, ocorre comlibertao de calor. Sendo assim, baixas temperaturas favorecem a produo do NH3 e oincremento da temperatura tende a deslocar o equilbrio da reaco no sentido inverso. Poroutro lado, a reduo da temperatura diminui a velocidade da reaco, portanto, umatemperatura intermdia a ideal para favorecer o processo. Experincias demonstraramque a temperatura ideal de 450C.Presso: A elevao da presso favorece a formao do amonaco pois no processo ocorreuma diminuio de volume ( devido a diminuio do nmero de molculas ). Logo, oincremento da presso aumenta o rendimento de formao do produto, mas por outro ladoeste incremento deve ser economicamente vivel, ou seja, no deve tornar os custos deproduo demasiado elevados. A presso considerada tecnicamente e economicamentevivel de 200 atmosferas.Catalisador: O catalisador no afecta o equilbrio porm, acelera a velocidade da reaopara atingir o equilbrio. A adio de um catalisador permite que o processo se desenvolvafavoravelmente em temperaturas mais baixas.

Principio de LeChtelierSe a um sistema de equilibriu se induz uma perturbao, o sistema vai reagir no sentido decontrariar essa perturpao.

Purificao da gua

A purificao da gua ou potabilizao um processo que consiste no tratamento da gua, afim de remover os contaminantes que eventualmente contenha, tornando-a potvel, isto ,prpria para o consumo humano.Mtodos de tratamento da guagua mineral

Separao/Filtrao - embora no sejam suficientes para purificar completamente a gua,so uma etapa preliminar necessria.Filtros de areia rpidos - o uso de filtros de areia de aco rpida, so o tipo mais comumde tratamento fsico da gua, para os casos de gua de elevada turvao. Em casos em queo gosto e o odor possam vir a constituir um problema, o filtro de areia pode incluir umacamada adicional de carvo activado. Recorde-se que os filtros de areia ficam obstrudosaps um perodo de uso e devem ser lavados.Desinfeco - A maior parte da desinfeco de guas no mundo feita com gs cloro.Porm, outros processos tais como hipoclorito de sdio, dixido de cloro, ozonio ou luz

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ultravioleta, tambmsoutilizadosemmenorescala, dadaa complexidade, alto custoeeficciaaqumdasnecessidadessanitriasdomundoactual.Antesdeserbombeadaparaostanquesdearmazenamentoeparaosistemadedistribuioaos consumidores,equipamentosde cloraogarantemamanutenodeumaquantidadede clororesidual, quecontinuaexercendoasuafunodedesinfectanteatodestinofinal.A cloraodeguaspara consumo I umano consideradaumdosmaioresavanosda cincianos

P

ltimosdois

sculos, podendoser comparada comadescobertadapenicilinaoumesmoainvenodoavio.

Q

utrosmtodosparapurificaragua, especialmenteparafonteslocaissoadestilaoeaosmose, emboraenvolvam custoselevadosemanuteno complexa.Paraousodomstico, utilizam-sedesdeaAntiguidade:Fervura-Aguaaquecidaataopontodeferver, mantendo-seafervurapor, pelomenos, umminuto, temposuficienteparainactivaroumataramaiorpartedosmicrorganismosquenelapossamexistir. R stetipodetratamentonoeliminaovrusda

I epatiteAquesdestrudoamaisde S T 0grausCelsius.Filtraopor carbono- U tilizando-se carvodelenha, umtipode carbono comumaextensarea, queabsorvediversos compostos, inclusivealgunstxicos. Filtrosdomsticospodemainda contersaisdeprata.

V estilao-Q

processodedestilaoenvolveferveraguatransformando-aemvapor.Q

vapordegua conduzidoaumasuperfciederefrigeraoonderetornaaoestadolquidoemoutrorecipiente. U mavez queasimpurezas

W

solutos)nosovaporizadas, permanecemnoprimeirorecipiente.

Q

bserve-sequemesmoadestilaonopurifica completamenteagua, emboraatorne99,9% pura.

Chuvacida

Adenominaochuva cida concedidaatoda chuvaquepossuiumvalordepHabaixodeX

,5unidades. R staacidez da chuva causadapelasolubilizaodealgunsgasespresentesnaatmosferaterrestrecujahidrlisesejacida. R ntreestesdestacam-seosgases

contendoenxofre, provenientedasimpurezasdaqueimadoscombustveisfsseis.As chuvasnormaistmumpHde, aproximadamente, 5,Y

unidades, quelevementecido.R ssaacidez natural causadapeladissociaododixidode carbonoemgua, formandoumcidofraco, conhecido comocido carbnico, segueareaco:

Formao:Q

sdoisprincipais compostosquegeramesseproblemaambientalseguemprocessosdiferentes.

Q

enxofreumaimpurezafrequentenos combustveisfsseis,principalmenteo carvomineraleopetrleo, queaoseremqueimadostambmpromovemacombustodesse composto.

Q

enxofreeosxidosdeenxofrepodemserlanadosnaatmosferapelosvulces.

Q

sxidoscidosformadosreagem comaguaparaformarcidosulfrico

W

H2SO4)ecidosulfurosoW

H2SO3).

OgsnitrognioW

N2), abundantena composiodaatmosfera, muitopoucoreactivo. Parareagir comooxigniogasosoprecisadegrandequantidadedeenergia, comoocorreemumadescargaelctricaounofuncionamentodeummotoraexploso. R stesmotoressoosmaioresresponsveispelareacodeoxidaodonitrognionaactualidade.Osxidos, aoreagir comgua, formamcidonitroso

W

HNO2)ecidontricoW

HNO3).Asduasprincipaissriesdereacesdeformaoda chuvacidasoasqueseseguem,ondeinicialmentetemosaformaodocidosprovenientesdoenxofreedepois, doscidosprovenientesdaoxidaononitrognio:Pelaqueimados combustveis contendoenxofreemsua composio, temos:

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Neste caso, o SO3 formado, na presena de chuva, produz:

Pela queima a presena de nitrognio do ar, temos que na cmara de combusto dos

motores, ocorre:

O NO formado, na presena do oxignio do ar, produz:

O dixido de nitrognio formado, na presena de gua(chuva), produz:

Corroso/ferrugem

A corroso metlica a transformao de um material metlico ou liga metlica pela suainteraco qumica ou electroqumica num determinado meio de exposio, processo que

resulta na formao de produtos de corroso e na liberao de energia.Quase sempre, a corroso metlica (por mecanismo electroqumico), est associada exposio do metal num meio no qual existe a presena de molculas de gua, juntamentecom o gs oxignio ou ies de hidrognio, num meio condutor.A ferrugem o resultado da oxidao do ferro. Este metal em contacto com o oxigniopresente na gua e no ar se oxida e desta reaco surge a ferrugem que deteriora pouco apouco o material original. Para evitar que as mquinas, ferramentas e demais objectosfeitos de ferro se decomponham por causa da oxidao necessrio evitar que o entremem contacto com o oxignio, o que pode ser obtido atravs da pintura, ou cobertura dasuperfcie de ferro com leo ou outras substncias lubrificantes, ou ainda atravs damistura com metais de sacrifcio.Oxidao e reduo

Na formao da ferrugem, ocorre a oxidao do ferro e reduo do oxignio. A soma dasduas equaes leva equao geral da formao da ferrugem:Fe(s)Fe2+ + 2e- (oxidao do ferro)O2 + 2H2O + 4e- 4OH- (reduo do oxignio)2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2 (equao geral da formao da ferrugem)Geralmente o Fe(OH)2 (hidrxido de ferro II) oxidado a Fe(OH)3 (hidrxido de ferroIII), que muitas vezes representado por Fe2O3 . 3H2O. A presena de ies em contactocom o ferro facilita sua oxidao, por isso em regies litorais (contm maior concentraode sais) a ferrugem aparece com maior frequncia.

Dureza da gua

Dureza da gua a propriedade relacionada com a concentrao de ies de determinadosminerais dissolvidos nesta substncia. A dureza da gua predominantemente causada pelapresena de sais de Clcio e Magnsio, de modo que os principais ies levados emconsiderao na medio so os de Clcio (Ca+) e (Mg+)[1]. Eventualmente tambm o Zinco,Estrncio, Ferro ou Alumnio podem ser levados em conta na aferio da dureza.

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FISICA 11

Situao energtica mundial

O consumo de energia no mundo est resumido, em sua grande maioria, pelas fontes deenergias tradicionais como petrleo, carvo mineral e gs natural, essas fontes sopoluentes e no-renovveis, o que no futuro, sero substitudas inevitavelmente. Hcontrovrsias sobre o tempo da durao dos combustveis fsseis mas devido a energiaslimpas e renovveis como biomassa, energia elica e energia maremotriz e sanes como oProtocolo de Quioto que cobra de pases industriais um nvel menor de poluentes (CO2)expelidos para a atmosfera, as energias alternativas so um novo modelo de produo deenergias econmicas e saudveis para o meio ambiente.

Leis da termodinmica

A termodinmica baseada em leis estabelecidas experimentalmente:

A Lei Zero da Termodinmica determina que, quando dois corpos tm igualdade detemperatura com um terceiro corpo, eles tm igualdade de temperatura entre si. Esta lei a base para a medio de temperatura.A Primeira Lei da Termodinmica fornece o aspecto quantitativo de processos de conversode energia. o princpio da conservao da energia e da conservao da massa, agorafamiliar, : "A energia do Universo constante".A Segunda Lei da Termodinmica determina o aspecto qualitativo de processos em sistemasfsicos, isto , os processos ocorrem numa certa direco mas no podem ocorrer nadireco oposta. Enunciada por Clausius da seguinte maneira: "A entropia do Universo tendea um mximo".A Terceira Lei da Termodinmica estabelece um ponto de referncia absoluto para a

determinao da entropia, representado pelo estado derradeiro de ordem molecularmxima e mnima energia. Enunciada como "A entropia de uma substncia cristalina pura natemperatura zero absoluto zero". extremamente til na anlise termodinmica dasreaes qumicas, como a combusto, por exemplo.

Lei de Stefan-Boltzmann

Josefstefandescobriu experimentalmente que todos os corpos emitiam energia, com umapotncia que podia ser determinada pela expresso P=o * * AT4Esta expresso foi demonstrada teoricamente por Ludwig Boltzmann.Nesta expresso o= 5,67 * 10-8 chamada constante de stefan-boltzmann e aemissividade da superfcie do objecto, que toma valores entre 0 e 1, dependendo da

composio da superfcie. Se um corpo tiver uma emissividade de 1, o que significa que temo mximo de emissividade possvel para um corpo sua temperatura, diz-se que um corponegro.Da lei de stefan-boltzmann so imediatas as proporcionalidades directas, para qualquercorpo, entre a potncia irradiada e a rea de irradiao e entre a potncia irradiada e aquarta potencia da temperatura.

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Temperatura mdia da terra

A terra tem uma temperatura mdia de cerca de 288K. A terra encontra-se numa situaode equilbrio trmico com as tuas vizinhanas, isto , que a energia que absorve igual que emite. Assim sendo, a energia absorvida pela terra ter de ser igual energia emitidapela mesma.

Mecanismos de transferncia de calor

Quando dois corpos a diferentes temperaturas so postos em contacto, chegaro em ultimaanalise a uma temperatura comum a ambos e que ter um valor entre os valores inicias detemperatura de cada um dos corpos. Dizemos ento que ouve transferncia de calor docorpo mais quente para o corpo mais frio.Existem fundamentalmente duas formas de propagao de energia sob a forma de calor:Conduo: Conduo trmica um dos meios de transferncia de calor que geralmenteocorre em materiais slidos, e a propagao do calor por meio do contacto de molculasde duas ou mais substncias com temperaturas diferentes (metais, madeiras, cermicas,etc...). Ocorre a propagao de calor sem transporte da substncia formadora do sistema,ou seja, atravs de choques entre suas partculas integrantes ou intercmbios energticosdos tomos, molculas, e electres.Conveco: Quando uma certa massa de um fluido aquecida as suas molculas passam amover-se mais rapidamente, afastando-se, em mdia, uma das outras. Como o volumeocupado por essa massa fluida aumenta, ela torna-se menos densa. A tendncia dessa massamenos densa no interior do fluido como um todo sofrer um movimento de ascensoocupando o lugar das massas do fluido que esto a uma temperatura inferior. A parte dofluido mais fria (mais densa) move-se para baixo tomando o lugar que antes era ocupadopela parte do fluido anteriormente aquecido. Esse processo se repete inmeras vezesenquanto o aquecimento mantido dando origem as chamadas correntes de conveco. Soas correntes de conveco que mantm o fluido em circulao.

Painis foto voltaicos

Painis solares so dispositivos utilizados para converter a energia da luz do Sol em energiaelctrica ou em energia trmica. Os painis solares foto voltaicos so compostos porclulas solares, assim designadas j que captam, em geral, a luz do Sol. Estas clulas so,por vezes, e com maior propriedade, chamadas de clulas foto voltaicas, ou seja, criam umadiferena de potencial elctrico por aco da luz (seja do Sol ou no). As clulas solarescontam com o efeito foto voltaico para absorver a energia do sol e fazem a correnteelctrica fluir entre duas camadas com cargas opostas.Actualmente, os custos associados aos painis solares tornam esta opo ainda poucoeficiente e rentvel. Ainda que no se preveja, a curto prazo, um aumento no uso deste tipo

de energia renovvel, o aumento do custo dos combustveis fsseis, e a experinciaadquirida na produo de clulas solares, que tem vindo a reduzir o custo das mesmas,indica que este tipo de energia ser tendencialmente mais utilizado.

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FISICA 11

Gps

O sistema GPS dispe de 24 satlites distribudos por 6 planos orbitais distintos e cada umcom durabilidade de 12 horas.A localizao de um receptor GPS determinada por trs satlites que enviam para este,atravs de sinais electromagnticos, um sinal codificado com a sua localizao e o instantede emisso. Estes so registados no receptor GPS que calcula a distncia a que se encontrao satlite. Com as trs distncias aos trs satlites registadas sabe-se que o receptor GPSencontra-se na intercepo de trs superfcies esfricas centradas em cada satlite e deraio igual a distancia destes ao receptor GPS.

Coordenadas geogrficas

Existem pelo menos quatro modos de designar uma localizao exacta para qualquer pontono globo terrestre.Nos trs primeiros sistemas, o globo dividido em latitudes, que vo de 0 a 90 graus(Norte ou Sul) e longitudes, que vo de 0 a 180 graus (Leste ou Oeste). Para efeitosprticos, usam-se as siglas internacionais para os pontos cardeais: N=Norte, S=Sul,E=Leste/Este, W=Oeste.Para as latitudes, o valor de cada unidade bem definido, pois o grande crculo tem20.003,93km[1], dividindo este ltimo por 180, conclui-se que um grau () equivale a111,133km. Dividindo um grau por 60, toma-se que um minuto (') equivale a 1.852,22m.Dividindo um minuto por 60, tem-se que um segundo (") equivale a 30,87m,Para as longitudes, h um valor especfico para cada posio, que aumenta de 0 nos Plosat a Linha do Equador, onde est o seu valor mximo.

Lei da gravitao universal

A Gravitao universal a fora de atraco que age entre todos os objectos por causa dasua massa, isto , a quantidade de matria de que so constitudos. A gravitao mantm ouniverso unido. Por exemplo, ela mantm juntos os gases quentes no sol e faz os planetaspermanecerem em suas rbitas. A gravidade da Lua causa as mars ocenicas na terra. Porcausa da gravitao, os objectos sobre a terra so atrados em sua direco. A atracofsica que um planeta exerce sobre os objectos prximos denominada fora da gravidade.A lei da gravitao universal foi formulada pelo fsico ingls Sir Isaac NewtonFormulao da Lei da Gravitao UniversalA lei da gravitao universal diz que dois objectos quaisquer se atraem gravitacionalmente

por meio de uma fora que depende das massas desses objectos e da distncia que hentre eles.Dados dois corpos de massa m e M, a uma distncia d entre si, esses dois corpos se atraemmutuamente com uma fora que proporcional massa de cada um deles e inversamenteproporcional ao quadrado da distncia que separa esses corpos. Matematicamente, essa leipode ser escrita (em mdulo) por:

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onde:Ga constanteuniversaldaatracogravitacional.

constantegravitacional). a b c

,c

d

.10e 11Nm2/ f g2Memsoas g assasdosdois corpos;dadistnciaentreos centrosdosdois corpos;Faintensidadedaforagravitacional.

h

omando comoexemploa g assadeprotoeumelectro, aforadagravidadeserde3,c

10 e 8N

Newtons)ou36nN.Oestabelecimentodeumaleidegravitao, queunificatodososfenmenosterrestresecelestesdeatracoentreos corpos, teveenormeimportnciaparaaevoluoda cincia

g oderna.

i

eisdeNewton

AsleisdeNewtonsoasleisquedescrevemo comportamentode corposem g ovimento.Primeira

i

eideNewtonou Princpiodap

nrciaApartirdasideiasdeinrciadea alileu a alilei,

p

saac Newtonenunciousua Primeirai

eicomaspalavras:

q

h

odo corpopermaneceemseuestadoderemorsooude g ovimentorectilneoeuniforme, a g enosquesejaobrigadoa g udarseu comportamentoporforasocultas."AprimeiraleideNewtonpodeparecerperdadetempo, umavez queesseenunciadopodeserdeduzidodaSegunda

i

ei:

Se , existemduasopes: Oua g assado corpo zeroousuaacelerao.Obviamente comoo corpoexiste, eletem g assa, logosuaaceleraoque zero, econsequentemente, suavelocidade constante.Noentanto, overdadeiropotencialdaprimeiraleiaparecequandoseenvolveoproblemadosreferenciais. Foidito"repousoou g ovimentorectilneouniforme", g asemrelaoaqu?Aresposta: emrelaoaumreferencialinercial.Numareformulao g aisprecisa:

"Seum corpoestemequilbrio, isto, aresultantedasforasqueagemsobreelenula,possvelencontrarao g enosumreferencial, denominadoinercial, paraoqualeste corpoestemrepousoouem g ovimentorectilneouniforme."Segunda

i

eideNewton

i

ei Fundamentaldar

ecnica/Dinmica)Osegundoprincpio consisteemquetodo corpoemrepousoprecisadeumaforaparase

g ovimentaretodo corpoemg ovimentoprecisadeumaforaparaparar.O corpoadquireavelocidadeesentidodeacordo comaforaaplicada.Ouseja, quanto g aisintensaforaforaresultante, g aiorseraaceleraoadquiridapelo corpo.

s

uandoumaforaresultanteactuasobreumapartcula, estaadquireumaaceleraonag esmadirecoesentidodafora, segundoumreferencialinercial.Neste casoarelaoentrea causa

foraresultante)eoefeito

acelerao) constituioobjectivoprincipaldaSegunda

i

eideNewton, cujoenunciadopodesersimplificadoassim:"Aresultantedasforasqueagemnum corpoigual

t

taxadevariaodo g omentolinear

quantidadede g ovimento)do g esmoemrelaoaotempo."

r

atematicamente, adefiniodeforaexpressapor

s

uandoa g assado corpo constantetemos , epor conseguinte

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Isso significa que, sendo a massa do corpo constante, a fora resultante e aceleraoproduzida possuem intensidades directamente proporcionais.A fora resultante aplicada a um corpo directamente proporcional ao produto entre a sua

massa inercial e a acelerao adquirida pelo mesmo

Se a fora resultante for nula, , o corpo estar em repouso (equilbrio esttico) ou

em movimento rectilneo uniforme (equilbrio dinmico). A fora poder ser medida emNewton se a massa for medida em kg e a acelerao em m/s pelo Sistema Internacionalde Unidades de medidas (S.I).A Terceira Lei de Newton tambm conhecida como Lei da Ao e Reao.Se um corpo A aplicar uma fora sobre um corpo B, receber deste uma fora de mesmaintensidade, mesma direco e sentido oposto fora que A aplicou em B. As foras deaco e reaco tm as seguintes caractersticas:esto associadas a uma nica interaco, ou seja, correspondem s foras trocadas entreapenas dois corpos;tm sempre a mesma natureza (ambas de contacto ou ambas de campo), logo, possuem omesmo nome ("de contacto" ou "de campo"); indiferente atribuir a aco a cada uma das foras e a reaco outra. Estas foras so

caracterizadas por terem:Sentidos diferentes;Direces iguais; Intensidade igualaplicadas em corpos diferentes, logo no se anulam"Para cada aco h sempre uma reaco oposta e de igual intensidade."

Queda livre

Em Fsica, queda livre o movimento resultante unicamente da acelerao provocada pelagravidade.Um objecto em queda livre sofre somente uma fora: o seu prprio peso.Sem resistncia do ar - ou queda livre

Ondevy0 a velocidade inicialy0 a altitude inicialt o tempo

g a acelerao causada pela gravidade

Satlites geoestacionrios

Os satlites geoestacionrios so satlites que se encontram parados relativamente a umponto fixo sobre a Terra, geralmente sobre a linha do equador. Como se encontram sempresobre o mesmo ponto da Terra, os satlites geostacionrios so utilizados como satlites

de comunicaes e de observao de regies especficas da Terra. Note-se que um satliteque no geoestacionrio nunca est sobre a mesma zona da Terra e por isso no pode serutilizado para observar em permanncia a mesma regio.Um ponto qualquer sobre a superfcie da Terra move-se continuamente em torno do eixo daTerra com uma frequncia de uma volta por dia. Isto significa que um satlitegeoestacionrio tem que se mover com a mesma velocidade angular. Os satlites artificiaisexistentes descrevem as mais diversas rbitas. Grande parte dos satlites no sogeoestacionrios e descrevem vrias rbitas por dia. Como que possvel colocarsatlites em rbita com velocidades orbitais distintas? A resposta est na altitude a que os

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satlites so colocados e na velocidade inicial que lhes impressa. Quanto mais alta for arbita de um satlite menor a sua velocidade angular.A altitude para se colocar o satlite de 35.786 km, onde a fora centrfuga e a foracentrpeta do planeta se anulam.Note-se que, se a Terra fosse perfeitamente esfrica, a nica posio geoestacionriaseria sobre o equador. No caso real, a assimetria na distribuio das massas entre os

hemisfrios faz com que os satlites geoestacionrios devam ser posicionados fora doequadorAlm disso, a irregularidade do campo gravitacional terrestre, junto com perturbaesorbitais (tanto gravitacionais, como as atraces da Lua e do Sol, quanto foras no-inerciais, como a presso da radiao solar) obrigam que a posio seja periodicamentecorrigida, atravs de manobras orbitais.

Sinal

Em geral, entende-se que um sinal uma sequncia de estados em um sistema decomunicao que codifica uma mensagem. A definio pode mudar de acordo com ocontexto em que se est trabalhando.Em um sistema de comunicao, o transmissor recebe uma mensagem, e a codifica em umsinal, que transportado pelo sistema de comunicaes at o receptor, que descodifica osinal e solta uma mensagem. Por exemplo, o texto "batatinha quando nasce", ao sertransmitido via telgrafo, convertido primeiro em traos, pontos e pausas, e otelegrafista acciona o dispositivo de telgrafo criando um sinal, que a tenso elctrica aser transmitida por um par de fios. Do outro lado, o receptor recebe um sinal, tambm naforma de uma tenso elctrica em um par de fios. Por fim, o sinal descodificado, gerandouma mensagem que se espera ser igual ao texto original transmitido.Sinal analgico

Sinal analgico um tipo de sinalcontnuo que varia em funo do tempo. Um velocmetroanalgico de ponteiros, um termmetro analgico de mercrio, uma balana analgica de

molas, so exemplos de sinais lidos de forma directa sem passar por qualquerdescodificao complexa, pois as variveis so observadas directamente. Para entender otermo analgico, til contrast-lo com o termo digital.Como exemplos de meios que registam sinais analgicos, temos:Gravao de som; Sistemas mecnicos (Disco de vinil); Sistemas magnticos (Fita, Cassete); Gravao de imagem (Fotografia em pelcula)O instrumento analgico consiste num painel com uma escala e um ponteiro que desliza deforma a se verificar a posio deste sobre aquela. Num galvanmetro, por exemplo, adeflexo do ponteiro sobre uma escala fornece a leitura directa de grandezas fsicas, comotenso elctrica, ou fora electromotriz, intensidade de corrente elctrica, resistnciaelctrica, entre outras.Sinal digital

Sinal Digital um sinal com valores discretos (descontnuos) no tempo e amplitude. Issosignifica que um sinal digital s definido para determinados instantes de tempo, e oconjunto de valores que podem assumir finito.

Ondas mecnicas e electromagnticas

Uma onda em fsica uma perturbao oscilante de alguma grandeza fsica no espao eperidica no tempo. A oscilao espacial caracterizada pelo comprimento de onda e a

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periodicidadenotempomedidapelafrequnciadaonda, queoinversodoseuperodo.u stasduasgrandezasestorelacionadaspelavelocidadedepropagaodaonda.Fisicamenteumaondaumpulsoenergticoquesepropagaatravsdoespaoouatravsdeummeio

v

lquido, slidoougasoso).Segundoalgunsestudiososeatagoraobservado,nadaimpedequeumaondamagnticasepropaguenovcuoouatravsdamatria, comoocasodasondaselectromagnticasnovcuooudosneutrinosatravsdamatriaondeas

partculasdomeiooscilamw

voltadeumpontomdio, masnosedeslocam;exceptopelaradiaoelectromagntica, eprovavelmenteasondasgravitacionais, quepodemsepropagaratravsdovcuo, asondasexistememummeio cujadeformao capaz deproduzirforasderestauraoatravsdasquaiselasviajamepodemtransferirenergiadeumlugarparaoutrosemquequalquerdaspartculasdomeiosejadeslocadapermanentementecomoacontecenumim; isto, nenhumamassatransportadaassociadapodeanularoefeitomagntico. u mlugardisso, qualquerpontoparticularoscilaemvoltadeumpontofixo.

x maondapodeserlongitudinalquandoaoscilaoocorrenadirecodapropagao, outransversalquandoaoscilaoocorrenadirecoperpendicular

w

direcodepropagaodaonda.Ondaspodemserdescritasusandoumnmerodevariveis, incluindo:frequncia,comprimentodeonda, amplitudeeperodo.Aamplitudedeumaondaamedidadamagnitudedeumdistrbioemummeioduranteumciclodeonda. Porexemplo, ondasemuma cordatmsuaamplitudeexpressada comoumadistncia

v

metros), ondasdesom comopressov

pascals)eondaselectromagnticas comoaamplitudedeum campoelctrico

v

voltspormetro).Aamplitudepodeser constantev

nestecasoaondaumaonda contnua), oupodevariar comtempoe/ouposio.Aformadestavariaooenvelopedaonda.Operodootempo(T)deum ciclo completodeumaoscilaodeumaonda.Afrequncia(F)perododivididoporumaunidadedetempo(exemplo: umsegundo), eexpressaemhertz. y ejaabaixo:

.

uandoondassoexpressasmatematicamente, afrequnciaangular(mega; radianosporsegundo) constantementeusada, relacionada comfrequnciafem:

.

Som

Osomapropagaodeumafrentede compressomecnicaouondalongitudinal; estaondasepropagadeforma circuncntrica, apenasemmeiosmateriais--quetmmassaeelasticidade, comoosslidos, lquidosougasosos, querdizer, nosepropaganovcuo.Ossonsnaturaisso, nasuamaiorparte combinaesdesinais, masumsompuromonotnico,

representadoporumasenidepura, possuiumavelocidadedeoscilaooufrequnciaquesemedeemhertz (Hz)eumaamplitudeouenergiaquesemedeemdecibis.Ossonsaudveispeloouvidohumanotmumafrequnciaentre20Hz e20 Hz.Acimaeabaixodestafaixaestoultra-someinfra-som, respectivamente.

icrofonex mmicrofoneumdispositivoque convertevibraesnagamaaudvel(20Hz-20kHz), sejanoar, guaounummaterialslido, numaformadeondaelctrica. Namaioriadosmicrofonesemusoasondassonorasso convertidasemvibraesmecnicasatravsdeumdiafragmafinoeflexveleemseguida convertidasemsinalelctricoatravsdebobina

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mvel ou por carga e descarga de um condensador. No caso de microfonesde condensadorestes necessitam de uma tenso de alimentao contnua, chamada de phantom power, que de facto uma tenso de polarizao.AltifalantesNo alto-falante ocorre a transformao inversa aquela do microfone: a corrente elctrico transformada em vibraes mecnicas do ar, reconstituindo o som inicial. Para tanto,

necessrio o uso de uma bobina, um diafragma (um cone circular ou elptico, geralmente depapelo por ter peso menor ou polipropileno, um plstico), um im permanente (ou umelectroman) e uma suspenso chamada "aranha". O diafragma fica preso na carcaa demetal por meio de um sistema de suspenso de borracha ou espuma localizado ao redor desua borda externa (chamado de "surround" ou borda). Na parte central do cone, fica abobina, posicionada entre os plos de um im permanente e em suspenso pela "aranha", umdisco de tecido ondulado grosso coberto com resina que facilita a movimentao da mesma.Liga-se o enrolamento da bobina aos fios de sada do amplificador. No momento em quesurgir corrente elctrica nestes fios, surgir um campo magntico na bobina. Este irinteragir com o campo natural do im permanente, criando uma reaco de atraco ourepulso - consequentemente gerando o movimento do diafragma, que est livre paramovimento, sendo sustentado pela "aranha". Esta movimentao diagramtica criar umaturbulncia ritmada no ar, consequentemente, ondas sonoras.Resumindo: o som produzido por um alto-falante nada mais do que uma turbulnciaritmada no ar, causada pelo movimento do diafragma, resultado da interaco do campomagntico da bobina com o do im permanente.

Campo electromagntico

Na fsica do electromagnetismo, um campo electromagntico um campo composto de doisvectores campo: o campo elctrico e o campo magntico.Os vectores (E e B) que caracterizam esses dois campos que possuem um valor definido acada ponto no espao e tempo. Se apenas o campo elctrico (E) no for nulo, e constante

no tempo, esse campo denominado campo electrosttico. E e B (o campo magntico) sounidos pelas Equaes de Maxwell.Campos electromagnticos podem ser explicados com base quntica pela electrodinmicaquntica.Importncia:O campo electromagntico fundamental na proteco da vida, pois, sem ela ficaramosexpostos a radiaes multagenicas. Esse o principal motivo pelo qual o homem ainda nofoi a Marte, apesar que muitos acham que pela falta de tecnologia, o motivo real mesmo pelo fato de que em Marte por ser um planeta totalmente slido, no gira mais como a terrae no existe um campo electromagntico que nos protege.

A lei de Faraday-Neumann-Lenz, ou lei da induo electromagntica

A lei de Faraday-Neumann-Lenz, ou lei da induo electromagntica, uma lei da fsica quequantifica a induo electromagntica, que o efeito da produo de corrente elctrica emum circuito colocado sob efeito de um campo magntico varivel ou por um circuito emmovimento em um campo magntico constante. a base do funcionamento dos alternadores,dnamos e transformadores.Tal lei derivada da unio de diversos princpios. A lei da induo de Faraday, elaboradapor Michael Faraday a partir de 1831, afirma que a corrente elctrica induzida em um

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circuito chado orumcampomagntico,proporcionalaonmerodelinhasdo luxo ueatravessaa reaenvolvidadocircuito,naunidadedetempo.

Sendo ocampoelctricoinduzido,dsumelementoinfinitesimaldocircuitoedB/dta

variaodofluxomagnticoealei,expressamatematicamentenaformaelaboradaporFranz rnstNeumannem1845emtermosdaforaelectromotriz,:

AleideFaraday-Lenz enuncia ueaforaelectromotriz induzidanumcircuitoelctricoigualavariaodofluxomagnticoconectadoaocircuito. importantenotar ueumcampomagnticoconstantenodorigemaofenmenodainduo. Porestarazo,nopossvelcolocarummagnetonointeriordeumsolenoideeobterenergiaelctrica. necessrio ueomagnetoouosolenidemovam-se,consumindoenergiamecnica. Poressemotivo ueumtransformadorsfuncionacomcorrentealternada.Aleidenaturezarelativista,portantooseuefeitoresultadodomovimentodocircuitoemrelaoaocampomagntico.

Produodeenergiaelctrica

Asturbinasgirandounidasaosgeradoreselctricosproduzemaelectricidade.Asturbinaspodemsermovidasusandoovapor,agua,oventoououtroslquidoscomoumportadordeenergiaintermedirio.Asfontesdeenergiamaiscomunssoovapor,combustveisfosseis,reactoresnucleares,edaenergiapotencialgravitacionaldasbarragensdasusinashidroelctricas.Aspilhasproduzemaelectricidadepelasreacesdexido-reduocomumavariedadedeprodutos umicos.Omundoconfiaprincipalmentenocarvoenogsnaturalparafornecerenergia.Asexignciaselevadasdo nergianucleareseusperigosimpediramrequisitarestruturasde

podernuclearparaaAmricadoNortedesdeos1970.Asturbinasdevaporpodemproduzirenergiausandoovaporproduzidodasfontesgeotrmicas,daenergiasolar,oudosreactoresnucleares,queusamaenergiacriadapelafusodoplutniooudournioradioactivoparagerarocalor.Opoderhidroelctricousaaguaquefluidirectamenteatravsdasturbinasparadarenergiaaosgeradores.Asturbinasdoventousamoventoasgirarasturbinasquesoenganchadasatumgerador.

odulao

odulaooprocessodevariaodealtura(amplitude),deintensidade,frequncia,docomprimentoe/oudafasedeondanumaondadetransporte,quedeformaumadas

caractersticasdeumsinalportador(amplitude,faseoufrequncia)quevariaproporcionalmenteaosinalmodulador

Reflexo

mfsicaofenmenodareflexoconsistenamudanadadirecodepropagaodaenergia(desdequeongulodeincidncianoseja0).Consistenoretornodaenergiaincidenteemdireco

regiodeondeelaoriunda,apsentraremcontactocomumasuperfciereflectora.

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A energia pode tanto estar manifestada na forma de ondas como transmitida atravs departculas. Por isso, a reflexo um fenmeno que pode se dar por umcarcterelectromagntico, ptico ou sonoro.A reflexo difere da refraco porque nesta segunda, h desvio da energia para meiodiverso do meio de onde se originou.A reflexo pode ser explicada totalmente com base em apenas duas leis, de cunho geral.

Para enunci-las, preciso antes definir alguns conceitos.-A normal a semi-recta que se origina a partir da superfcie reflectora, situando-seperpendicularmente a esta-ngulo de incidncia o ngulo que a direco de deslocamento da energia faz com anormal-ngulo de reflexo o ngulo que a direco que a energia que reflectida faz com anormalAssim, as duas leis da reflexo podem ser expressas da seguinte maneira:-O raio incidente, a recta normal e o raio reflectido so complanares, ou seja esto nomesmo plano.-O ngulo de incidncia com a recta normal igual ao ngulo de reflexo com a rectanormal.

Refraco

Refraco, de um modo simplificado, a passagem da luz por meios com diferentes ndicesde refraco. A refraco modifica a velocidade da luz, mesmo que a direco permanea amesma (caso a luz incida perpendicularmente superfcie). ndice de refraco umarelao entre a velocidade da luz em um determinado meio e a velocidade da luz no vcuo(c). Em meios com ndices de refraco mais baixos (prximos a 1) a luz tem velocidademaior (ou seja, prximo a velocidade da luz no vcuo). A relao pode ser descrita pelafrmula:

Onde: c a velocidade da luz no vcuo (c = 3 x 108 m/s); v a velocidade da luz no meio;De modo geral, a velocidade da luz nos meios materiais menor que c; e assim, em geral,teremos n > 1. Por extenso, definimos o ndice de refraco do vcuo, que obviamente igual a 1. Portanto, sendo n o ndice de refraco de um meio qualquer, temos n > 1.A velocidade de propagao da luz no ar depende da frequncia da luz, j que o ar ummeio material. Porm essa velocidade quase igual a 1 para todas as cores. Ex.: ndice derefraco da luz violeta no ar = 1,0002957 e ndice de refraco da luz vermelha no ar =1,0002914. Portanto, nas aplicaes, desde que no queiramos uma preciso muito grande,adoptaremos o ndice de refraco do ar como aproximadamente igual a 1.

Reflexo total

Uma situao em que o feixe de luzrefractado ser quase paralelo superfcie.Aumentando um pouco mais o ngulo de incidncia (i), o feixe refractado desaparece e todaa luz passa a ser reflectida. Esse fenmeno chama-se reflexo total. Para que issoacontea, preciso que a luz seja proveniente de um meio mais refringente em relao aooutro (N1 < N2).O fenmeno da reflexo total aplicado, por exemplo, na comunicao, atravs da fibraptica que transmite informao a partir de ondas electromagnticas. A luz atravessa o fio

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sem que haja perda considervel de energia ou interferncia, ocorrendo sucessivasreflexes totais nas paredes da fibra.

Fibra ptica

Fibra ptica um filamento de vidro ou de materiais polimricos com capacidade de

transmitir luz. Tal filamento pode apresentar dimetros variveis, dependendo daaplicao, indo desde dimetros nfimos, da ordem de micrmetros (mais finos que um fiode cabelo) at vrios milmetros.A transmisso da luz pela fibra segue um princpio nico, independentemente do materialusado ou da aplicao: lanado um feixe de luz numa extremidade da fibra e, pelascaractersticas pticas do meio (fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de reflexessucessivas.A fibra possui no mnimo duas camadas: o ncleo e o revestimento. No ncleo, ocorre atransmisso da luz propriamente dita. A transmisso da luz dentro da fibra possvelgraas a uma diferena de ndice de refraco entre o revestimento e o ncleo, sendo que oncleo possui sempre um ndice de refraco mais elevado, caracterstica que aliada aongulo de incidncia do feixe de luz, possibilita o fenmeno da reflexo total.As fibras pticas so utilizadas como meio de transmisso de ondas electromagnticas(como a luz) uma vez que so transparentes e podem ser agrupadas em cabos. Estas fibrasso feitas de plstico ou de vidro. O vidro mais utilizado porque absorve menos as ondaselectromagnticas. As ondas electromagnticas mais utilizadas so as correspondentes gama da luz infravermelha.O meio de transmisso por fibra ptica chamado de "guiado", porque as ondaselectromagnticas so "guiadas" na fibra, embora o meio transmita ondas omnidireccionais,contrariamente transmisso "sem-fio", cujo meio chamado de "no-guiado". Mesmoconfinada a um meio fsico, a luz transmitida pela fibra ptica proporciona o alcance detaxas de transmisso (velocidades) elevadssimas, da ordem de dez elevado nona potnciaa dez elevado dcima potncia, de bits por segundo, com baixa taxa de atenuao por

quilmetro. Mas a velocidade de transmisso total possvel ainda no foi alcanada pelastecnologias existentes. Como a luz se propaga no interior de um meio fsico, sofrendo aindao fenmeno de reflexo, ela no consegue alcanar a velocidade de propagao no vcuo,que de 300.000 km/segundo, sendo esta velocidade diminuda consideravelmente

Difraco

O fenmeno da difraco est relacionado com as propriedades de ondas ao transportaremenergia de um ponto ao outro do espao. E intimamente relacionado ao fenmeno dainterferncia.Como as ondas so caracterizadas por uma variao peridicade uma qualquer propriedade,podem interagir entre si quando duas ou mais ondas atravessam a mesma regio do espao.

Pode acontecer tambm que uma onda tenha a sua velocidade e/ou direco mudadas, aointeragir com um objecto ou meio material interposto em seu caminho.A difraco, como dito acima, est relacionada com a interaco de uma onda com umobstculo, ou ento quando encontra um orifcio atravs do qual possa atravessar umobstculo.A onda ento, ao contornar ou atravessar um obstculo, toma diferentes caminhos(diferentes trajectrias), cujos comprimentos totais podem variar. Da variao doscomprimentos totais atravessados, diversas ondas oriundas da original (segundo o princpiode Huygens) acabam por se recombinar ao passar por um dado ponto do espao.

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Ao passarem por esse ponto do espao, ondas difractadas de uma mesma origem tem amesma fase e por isso podem interagir uma com a outra naquele ponto. A recombinao seprocessa porque as ondas, exibindo propriedades peridicas ao longo do espao e ao longodo tempo combinam seus mximos e mnimos de amplitude de uma maneira que depende dototal de ondas interagentes e das distncias totais percorridas. O resultado disso variaentre dois extremos: num caso, num dado ponto, um mximo de amplitude se combina com

um mnimo, produzindo uma anulao parcial ou total da energia da onda. Por outro lado,quando dois ou mais mximos ou mnimos se encontram, a energia observada maior.

Banda Radiofrequncia

Banda Radiofrequncia um termo tcnico relacionado a Central de AtendimentoTelefnico.Faixa de rdio frequncia destinada a determinado tipo de comunicao (no Brasil, atelefonia celular, por exemplo, divide-se por enquanto entre Banda A e a Banda B). Existembandas para o governo, bandas para operadoras de telefonia de longa distancia e bandaspara uso comercial - links de microondas privativos e corportativos. O termo tambmdefine a amplitude dos canais de comunicao nas redes.