Física do Ensino Médio

Lei de Boyle, Lei de Charles e Lei de G. Lussac

Lei de Boyle

Robert Boyle (1627–1691) realizou experimentos para investigar a relação quantitativa entre a pressão e o volume de um gás. O experimento consistia em colocar uma quantidade específica de gás em um recipiente fechado. Com uma boa aproximação, ele descobriu que, se a temperatura do gás fosse mantida constante, à medida que a pressão do gás aumentava, o volume do gás diminuía. Inversamente, à medida que a pressão do gás diminuía, o volume do gás aumentava. A pressão de um gás é inversamente proporcional ao seu volume. Essa relação é conhecida como Lei de Boyle . Matematicamente:

Ler mais

A teoria cinética dos gases afirma que toda substância é composta por átomos ou moléculas, e que esses átomos ou moléculas estão em constante movimento aleatório. Essa hipótese da teoria cinética se encaixa na situação e nas condições dos átomos ou moléculas que compõem um gás. As forças atrativas entre os átomos ou moléculas que compõem um gás são muito fracas, permitindo que os átomos ou moléculas se movam livremente.

Ao se moverem, os átomos ou moléculas possuem velocidade. Os átomos ou moléculas também possuem massa. Por terem massa (m) e velocidade (v), os átomos ou moléculas possuem energia cinética (EK) e momento linear (p). Energia cinética : EK = ½ mv² ^. Já o momento linear : p = mv. Além da energia cinética e do momento linear, existe também a força (F). Quando se movem livremente, colisões certamente ocorrerão. Portanto, a força surge devido à variação do momento linear quando uma colisão ocorre. Relembre a discussão sobre impulso e momento linear. Energia cinética, momento linear e força de impulso são o cerne da nossa discussão no material de dinâmica (leis de Newton, impulso e momento linear). Podemos dizer que a teoria cinética dos gases aplica, na verdade, a ciência da dinâmica ao nível dos átomos ou moléculas que compõem as substâncias gasosas.

Ler mais

Energia cinética média de um gás

Além da pressão, uma das grandezas que indica as propriedades macroscópicas de um gás é a temperatura (T). A equação da pressão de um gás, que foi derivada no tópico da Teoria Cinética dos Gases, é apresentada novamente:

A equação da Lei dos Gases Ideais, que foi derivada no tópico sobre a Lei dos Gases Ideais, é escrita novamente:

Ler mais

Na atmosfera do planeta Terra não há hélio e hidrogênio livres. Há apenas nitrogênio (78%), oxigênio (21%), argônio (0,90%), dióxido de carbono, etc. A atmosfera de Vênus é composta quase inteiramente de dióxido de carbono (CO₂ ₎ . A atmosfera de Júpiter possui grande quantidade de hélio e hidrogênio livres. A Lua não possui atmosfera. Por que o tipo de atmosfera de cada planeta é diferente? Por que não há hélio e hidrogênio livres na atmosfera da Terra?

velocidade quadrática média

Velocidade quadrática média = raiz quadrada média = v _rms . Podemos derivar a equação de v _rms transformando as equações de Temperatura e Energia Cinética em equações translacionais.

Ler mais

O teorema da equipartição da energia foi derivado teoricamente por Clerk Maxwell usando mecânica estatística. É chamado de teorema porque não possui comprovação experimental. Equipartição da energia significa a distribuição igualitária da energia.

A energia cinética translacional deriva do movimento translacional, que possui três componentes de velocidade: o eixo x, o eixo y e o eixo z. Essas três componentes de velocidade explicam a presença do número 3 na equação acima. Cada componente de velocidade é chamada de grau de liberdade. Como existem três componentes de velocidade, a energia cinética translacional possui três graus de liberdade.

Ler mais

Se observarmos com atenção, a fumaça da queima ainda é visível no início. Depois de um tempo, ela desaparece. Já usou perfume? Mesmo que você borrife perfume no seu quarto, outras pessoas do lado de fora da casa ainda conseguem sentir a fragrância. Da mesma forma, se sua mãe prepara uma refeição deliciosa e apetitosa na cozinha, o aroma pode ser sentido nas casas dos vizinhos. Por que isso acontece?

Entendendo a Difusão

Existem muitos outros exemplos. Se você colocar algumas gotas de tinta ou corante alimentício em um copo de água limpa, a tinta ou o corante se espalhará uniformemente pela água. Isso acontece automaticamente. Os exemplos anteriores são eventos de difusão que frequentemente vivenciamos no dia a dia. Difusão é o processo de movimentação de moléculas de uma substância de uma área de alta concentração para uma área de baixa concentração. Concentração se refere ao número de moléculas/moles de uma substância por volume. Um local de alta concentração é onde há muitas moléculas de uma substância por volume. Por outro lado, um local de baixa concentração é onde há poucas moléculas por volume.

Ler mais

Umidade refere-se à quantidade de vapor de água presente no ar. Quando chove, o ar fica muito úmido porque contém muito vapor de água. Por outro lado, se o ar contém pouco ou nenhum vapor de água, o ar fica muito seco. A quantidade de vapor de água no ar é expressa como umidade relativa.

A umidade relativa é a razão entre a pressão parcial do vapor e a pressão de vapor saturado da água a uma determinada temperatura (aqui, por vapor, entendemos vapor de água). A umidade relativa é expressa em porcentagem, matematicamente formulada da seguinte maneira:

Ler mais

15 exemplos de problemas em circuitos elétricos

1. Olhe para a imagem!

Se R₁ ₌ 6 Ω, R₂ ₌ R₃ ₌ 2 Ω e a diferença de potencial for de 14 volts, então a magnitude da corrente que flui é...

A. 7 A

B. 6 A

C. 2 A

D. 1 A

Discussão

Ler mais

Definição de Ebulição

A ebulição é o processo de mudança do estado líquido para o gasoso. Ela ocorre quando a pressão de vapor saturado se iguala à pressão atmosférica externa (pressão atmosférica externa = pressão atmosférica). Nesta ocasião, discutiremos apenas a ebulição da água. A pressão de vapor saturado da água é diretamente proporcional à sua temperatura; quanto maior a temperatura da água, maior a sua pressão de vapor saturado. Quando aquecemos a água, pequenas bolhas geralmente aparecem no fundo do recipiente. A presença de bolhas indica a mudança do estado líquido para o gasoso. Se a pressão de vapor saturado dentro da bolha for menor que a pressão atmosférica externa, a bolha irá encolher e colapsar antes de chegar à superfície. A bolha colapsa porque a força de empuxo do ar externo é maior que a força de empuxo do vapor dentro da bolha. A pressão atmosférica externa é maior que a pressão de vapor dentro da bolha, portanto, o ar externo exerce uma força maior (P = F/A).

Ler mais

Teoria Cinética

O processo de evaporação pode ser explicado pela teoria cinética. Assim como as moléculas de gás, as moléculas de água também se movem. A diferença é que as moléculas de água não podem se separar porque as forças de atração entre elas ainda conseguem mantê-las unidas. Em contraste, as forças de atração entre as moléculas de gás são muito fracas, portanto, as moléculas de gás não conseguem se manter unidas. Ao se moverem, as moléculas de água possuem velocidade. Algumas moléculas de água têm velocidades altas, enquanto outras têm velocidades baixas. A distribuição das velocidades das moléculas de água se assemelha à distribuição de Maxwell.

Ler mais