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FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II - Coggle Diagram
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II
TEMPERATURA E CALOR
TERMODINÂMICA
é uma área que estuda as transferências de energia
TEMPERATURA
está relacionada às nossas sensações de quente e frio.
é medida na escala kelvin
Tc = Tk - 273,15º
Tf = 9/5 Tc +32º
DILATAÇÃO TÉRMICA
acontece quando há um aumento da temperatura que faz com que os átomos se afastem mais uns dos outros atingindo um novo ponto de equilíbrio, fazendo com que os objetos variam de tamanho
Var L = Li x a x var T
Var V = Vi x y x Var T
y = 3a
CALOR
é a energia transferida de um sistema para o ambiente ou vic-versa devido a uma diferença de temperatura
o calor se propaga espontaneamente de um corpo de maior temperatura para outro, de menor temperatura
Q =mc x var T
Fluxo de Calor = Q/ var T = kA x var T/L
TEORIA CINÉTICA DOS GASES
AS TRANSFORMAÇÕES GASOSAS
A teoria cinética dos gases relaciona volume, pressão e temperatura de um gás ao movimento dos átomos
As transformações básicas são:
isocórica é quando o volume continua constante
P1/T1 = P2/T2
isobárica é quando a pressão continua constante
V1/T1 = V2/T2
isotérmica é quando a temperatura continua constante
P1V1 = P2V2
LEI DOS GASES IDEAIS
Um gás ideal é um gás para o qual a pressão, o volume e a temperatura estão relacionados através da equação:
PV = nRT
AS LEIS DA TERMODINÂMICA
PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
A variação da energia interna de um sistema é dada pela diferença entre o calor trocado com o meio exterior e o trabalho realizado no processo termodinâmico
W = P x var V
var Eint = 3/2 nR x (T2 - T1)
var Eint = Eintf - Einti = Q - W
SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
A energia se "degrada de uma forma organizada para uma forma desordenada chamada energia térmica, nas transformações naturais. A energia térmica passa de regiões mais quentes para regiões mais frias
n = W/Q1
W = Q1 - Q2
n = 1 - Q2/Q1
e = Q2/W
var S = Q/T
CARGAS ELÉTRICAS E A LEI DE COULOMB
CARGA ELÉTRICAS
É uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria
ELETRICIDADE
ELETROSTÁTICA
Cargas elétricas em repouso em um corpo
ELETRODINÂMICA
Movimento dos elétrons livres de um átomo para o outro
A carga de um objeto pode ser descrita como:
q total = q positiva + q negativa
q total = (np - ne)e
q = ne
1C = 1A x 1s
q = i x t
ELETRIZAÇÃO
fenômeno pelo qual um corpo neutro passa a eletrizado devido à alteração no número de seus elétrons.
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
ELETRIZAÇÃO POR CONTATO
ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
LEI DE COULOMB
A força elétrica exercida por um corpo carregado sobre outro depende diretamente do produto do módulo das cargas e inversamente do quadrado da distancia que os separa
F = k x mod q1 x q2 / d²
F = 1/ 4rE1 x mod q1 x q2 / d²
a lei de Coulomb é aplicada a cada par de partículas isoladamente e a força resultante sobre uma delas é obtida pela soma vetorial das forças exercidas sobre ele por todas as outras partículas.
CAMPOS ELÉTRICOS
é a região influenciada pela carga Q, em que qualquer carga de prova que nela colocada estará sob ação de uma força de origem elétrica.
E = Fe/q
ORIENTAÇÃO DO CAMPO ELÉTRICO
CALCULO DO CAMPO ELÉTRICO
E = k x mod Q/d²
E = Fe/ mod q
LEI DE GAUSS
A lei de Gauss nos fornece é uma relação entre o valor do campo elétrico sobre a superfície gaussiana e a carga total efetiva no interior da superfície
Fluxo elétrico é uma grandeza proporcional ao número das linhas do campo elétrico que penetram em alguma superfície
Fluxo Elétrico = E x A
E1 x fluxo elétrico = q
fluxo elétrico = E x A x cos
POTENCIAL ELÉTRICO
Quando uma partícula carregada se desloca em um campo elétrico, o campo exerce uma força que realiza um trabalho sobre a partícula. Esse trabalho realizado pode ser sempre expresso em termos de energia potencial
V = E pot/q
DIFERENÇA DE POTENCIAL ELÉTRICO
E pot = k x qQ/d
V = k Q/d
CAPACITÂNCIA
CAPACITOR
é um dispositivo usado para armazenar energia elétrica
q = C x V
CALCULO DA CAPACITÂNCIA
Q = Ei x E X A
C = Ei x A / d
Epot = q²/2C
CORRENTE ELÉTRICA E RESISTÊNCIA
Corrente elétrica é o movimento ordenado, isto é, com direção e sentido preferenciais, de portadores de carga elétrica.
é causada por uma diferença de potencial elétrico ou tensão elétrica
podemos falar também que é a taxa de variação com o tempo da carga que passa por um ponto ou região do espaço
i = q/t
O sentido da corrente elétrica é, por convenção, oposto ao sentido preferencial em que se movem os portadores de carga elétrica negativa
RESISTENCIA ELÉTRICA
R = V/i
Um condutor cuja função em um circuito é introduzir uma resistência é chamado de resistor.
R = p x L/A
p = pi [1+ a(Tf - Ti)
R = Ri [1+ a(Tf - Ti)
LEI DE OHM
1ª Lei é a afirmação de que a corrente que atravessa um dispositivo é sempre diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada ao dispositivo
R = V/i
2º Lei fornece a resistência elétrica de um condutor em função do material de que ele é feito, de seu comprimento e da área de sua seção transversal
R = p x L/A
P = V x i
P = Eel/t
Eel = P x t
CIRCUITOS ELÉTRICOS
É o caminho fechado por onde circula a corrente elétrica. Ele é constituído de quatro partes:
fonte de tensão (bateria)
condutores (fios)
carga (capacitores)
dispositivo de controle (chave)
ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES
tem como objetivos: a necessidade de dividir uma corrente, a necessidade de dividir uma tensão, a necessidade de obter um valor de resistência não disponível comercialmente
ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE E PARALELO
CAMPOS MAGNÉTICOS
é análogo ao campo elétrico que existe no espaço ao redor de cargas elétricas
Fb = qv x B
B = Fb / q x (v x sen)
FORÇA MAGNÉTICA EM UM FIO PERCORRIDO POR CORRENTE
Fb = iL x B
Fb = iL x B x sen
OS CAMPOS MAGNÉTICOS PRODUZIDOS POR CORRENTE
B = cosnt magnética / 2pir
INDUÇÃO E INDUTÂNCIA
A FORÇA ELETROMOTRIZ INDUZIDA EM UM CONDUTOR EM MOVIMENTO
E = vBL
FLUXO MAGNÉTICO
é análogo ao fluxo elétrico, que lida com o campo elétrico e a superfície que ele atravessa.
Fluxo mag = BA
Fluxo mag = BA x cos
INDUTORES E INDUTÂNCIA
O indutor é um dispositivo que pode ser usado para produzir um campo magnético com o valor desejado em uma região do espaço
L = N x Fluxo mag x B/i
OSCILAÇÕES ELETROMGNÉTICAS E CORRENTE ALTERNADA
Um potencial variante, em geral um potencial que varia periodicamente, dá origem a uma corrente que varia com o tempo. Por essa razão, a fonte de tensão alternada é referenciada como corrente alternada
V (t) = Vi x sen (freq ang x t)
Freq ang = 2rf
i = I x sen (freq ang x t - const de fase)
Vr = IR
Vc = IXc
Xc = 1/2rfC
VL = IXL
XL = 2rfL
V = IZ
Z = raiz quadrada R² + (XL - XC)²
TRANSFORMADORES
é um dispositivo que quando conectado entre dois circuitos resulta em uma tensão mais alta e uma corrente mais baixa no segundo circuito em comparação com o primeiro, ou vice-versa.
consiste em duas bobinas formadas por espirais de fios separadas no entorno de um pedaço de ferro.
Is/Ip = Np/Ns
ONDAS ELETROMGANÉTICAS E EQUAÇÕES DE MAXWELL
-Foi Maxwell que mostrou que ondas familiares visíveis (luz), ultravioleta e infravermelhas flutuando ao mesmo tempo podem formar uma onda eletromagnética que se propaga.
A energia de um fóton não depende de sua velocidade; todos os fótons se movem à mesma velocidade de um meio específico
E = hc/ comp onda
vp = f x comp onda
E = hf
EQUAÇÕES DE MAXWELL
Percebeu que os campos elétricos e magnéticos são ondas em movimento, e que os fenômenos como as ondas de rádio, os raio X e a luz visível são todos, ondas eletromagnéticas consistindo em um campo elétrico variante com o tempo e de um campo magnético variante com o tempo
ESPELHOS E LENTES
é um dispositivo óptico que muda a direção dos raios de luz quando são refletidos por sua superfície.
O espelho plano é uma superfície que reflete um raio luminoso em uma direção definida, em vez de absorve-lo ou espalha-lo
espelho côncavo e convexo
f = r/2
1/do + 1/di = 1/f
modulo m = hi/ho
hi/ho = di/do
REFRAÇÃO
ocorre na superfície e faz a luz mudar a direção
n = c/v
n1 x sen1 = n2 x sen2
LENTES
é um corpo transparente limitado por duas superfícies refratoras com um eixo central em comum
1/f = (n - 1) x 1/r1 + 1/r2
INTERFERÊNCIA E DIFRAÇÃO
O PRINCÍPIO DA SUPERPOSIÇÃO LINEAR
A interferência entre ondas acontece quando duas ou mais ondas estão presentes simultaneamente no mesmo lugar
DIFRAÇÃO
sen = comp onda/w
sen = m x comp onda/w