TRABALHOS DE MODELOS DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS - 3° ANOS DO ENSINO MÉDIO

ESCOLA DE EDUCAÇÃO BÁSICA PROF. CLAURINICE VIEIRA CALDEIRA

ESCOLA DE EDUCAÇÃO BÁSICA SANTA CATARINA

ACELERAÇÃO ESCALAR MÉDIA E FUNÇÃO HORÁRIA DA VELOCIDADE - 1° ANO DO ENSINO MÉDIO - FÍSICA

Ao observarmos os eventos que ocorrem no dia-a-dia notamos que é quase impossível que um automóvel se mantenha com uma velocidade constante e mesmo para realizar as tarefas cotidianas sempre muda-se a velocidade ou constância que se realiza uma atividade.

Exemplos:
1. Um automóvel freia diante de uma colisão iminente.

2. Apertamos o passo para chegar a tempo ao trabalho.

Em situações deste tipo é necessário medir quão rápido foi esta mudança de velocidade, assim representa-se esta mudança por a.
- Um corpo sob uma trajetória orientada.

- Este corpo muda sua velocidade ao longo de um determinado tempo (t1), percorrido uma distância S.

- Sua mudança de velocidade ocorre sempre em intervalos de tempo iguais.

Função da velocidade determinada no MRUV

Para obtermos a função velocidade no MRUV devemos relembrar e aplicar o conceito de aceleração média.
αm=ΔV/Δt

• Δv: Variação de velocidade
• Δt: Variação de tempo

Vejamos o exemplo a seguir.
1) Um carro encontra-se parado em uma rodovia federal devido uma colisão de 2 veículos que estão impedindo o tráfego normal na pista. Imediatamente os 2 veículos são retirados da pista e a mesma é liberada. O condutor do carro que estava parado então acelera o carro (pisa no acelerador), depois de passados 5s o velocímetro do carro marca 30 km/h. Qual foi a aceleração média do carro?

αm=ΔV/Δt
30km/h=8,33m/s
αm=8,33-0/5
αm=1,66m/s²

Então, considerando como o exemplo acima o móvel com velocidade inicial v₀ no instante t₀=0s e num instante posterior adquire uma velocidade v num instante de tempo t, temos:
α=ΔV/Δt
α=V-V_o/t-t_o
Como t₀=0s, segue
a=V-V₀/t
Isolando V,

V=V₀+at

Movimento acelerado e retardado

Movimento acelerado: tomemos como exemplo a função v=15+2t. Sabemos que sua velocidade inicial é v₀=15m/s e a aceleração constante do movimento é igual a 2m/s², podemos perceber que qualquer valor para t positivo ou igual a 0 (t≥0)a velocidade sempre será positiva,logo o movimento é acelerado.

Movimento retardado: tomemos como exemplo a função v=-6+2t. Sabemos que sua velocidade inicial é v_o=-6m/s e sua aceleração constante é a=2m/s²,podemos perceber que para 0≤ t<3 o movimento é retardado, e para t=3 a velocidade do móvel se anula, assim sendo para t>3 o móvel muda de sentido passa de retardado para acelerado.

2) Exemplo

A velocidade de uma partícula varia de acordo com a função v=4+8t.Pede-se

• a) A velocidade inicial da partícula
• b) A aceleração da partícula
• c) A velocidade da partícula no instante t=2s
• d) A variação de velocidade nos 4 primeiros segundos

Resolução

a) Como V=v_o+at ,temos v=4+8t ,então v_o=4m/s
b) Sua aceleração é constante característica do MRUV,a=8m/s²
c) V=4+8.2=20m/s
d) V₄= 4+8.4=36m/s ; Então ΔV= V₄-V₀=36-4=32m/s

Função Horária do MRUV

Sabendo-se que a aceleração no MRUV permanece constante podemos calcular a variação do espaço de um móvel no decorrer do tempo.

S=S_o+Vot+at²/2

A fórmula acima constitui uma função quadrática (2ºgrau).

3)Vejamos um exemplo rápido.

Determine a velocidade inicial o espaço inicial e a aceleração do móvel uma vez que o mesmo encontra-se em MRUV seguindo a função S=20-2t+t^2.

Resolução

Como S=S_o+Vot+at²/2,temos
S_o=20m
V₀=-2m/s
a= 1×2=2m/s²

Equação de Torricelli

Se substituirmos a equação V=v_o+at na equação S=S_o+Vot+at²/2, teremos a equação de Torricelli

V²=v₀²+2αΔs

4)Exemplo:

Um determinado veiculo em certo instante, possui uma velocidade de 20m/s. A partir deste instante o condutor do veiculo acelera seu carro constantemente em 4m/s².Qual a velocidade que o automóvel terá após ter percorrido 130m.

Resolução:
Aplicando a equação de Torricelli, temos:

V²=v₀²+2αΔs
V²=20²+2.4.130
V²=400+1040
V²=1440
V=38m/s

Referência Bibliográfica:
Física Básica. Volume único- Nicolau e Toledo

CALORIMETRIA - 2° ANO DO ENSINO MÉDIO - FÍSICA

A área da física que estuda a energia térmica em transição (calor) é chamada de Calorimetria. Leia abaixo os principais conceitos.

^{Calor – energia em trânsito}

^{Vamos supor que, num sistema isolado (sistema fechado que não perde nem absorve energia em relação ao exterior), foram colocados dois blocos. O bloco A, a temperatura de 200ºC, e o bloco B, a temperatura de 20°C, como está representado na figura:}

A Lei Zero da Termodinâmica garante que, com o decorrer do tempo, a temperatura do bloco A diminui enquanto a temperatura do bloco B aumenta, até que ambos atinjam a mesma temperatura no equilíbrio térmico. Como o sistema é isolado, pode-se explicar esse fenômeno admitindo-se que parte da energia interna do bloco A foi transferida para o bloco B. A essa energia que se transfere de um corpo a outro, devida apenas à diferença de temperatura entre eles, chamamos calor ou energia térmica.

Unidade de Calor

Calor é energia. Portanto, no SI, a unidade de calor ou de quantidade de calor, cujo símbolo é Q, é a própria unidade de energia – o joule. Outra unidade prática é mais familiar – a caloria – será definida mais adiante.

Capacidade calorífica (Capacidade térmica)

Quando dois ou mais corpos cedem ou absorvem quantidades iguais de calor, a variação de temperatura por eles sofrida é, em geral, diferente uma da outra. Essa relação dá origem ao conceito de capacidade calorífica (C) de um corpo. Se um corpo cede ou recebe uma quantidade de calor Q e sua temperatura sofre uma variação ΔT, a capacidade calorífica (C) desse corpo é, por definição, a razão:

No SI, as unidades da capacidade calorífica são joule por kelvin (J/K) ou joule por graus Celsius (J/°C). Como a variação de temperatura de 1°C é igual à variação de temperatura de 1K, ambas as unidades são equivalentes.
A capacidade calorífica é constante para determinado corpo. Existem recipientes projetados especialmente para a realização de ensaios experimentais para a realização de ensaios experimentais que envolvem troca de calor – os calorímetros. Para esses recipientes, a capacidade calorífica costuma ser previamente determinada.

Calor específico

Observe as figuras:

Vamos supor que os blocos B₁ e B₂ representados nas figuras sejam constituídos da mesma substância e tenham massas m₁ e m₂. Verifica-se experimentalmente que, aquecidos durante um mesmo intervalo de tempo, na mesma fonte de calor, o bloco de maior massa sofre menor variação de temperatura e vice-versa.

Assim, se a massa m₁ do bloco B₁ é duas, três ou n vezes maior que a massa m₂ do bloco B₂, a capacidade calorífica C₁ do bloco B₁ é duas três ou n vezes maior do que a capacidade calorífica C₂ do bloco B₂. Em outras palavras, a capacidade calorífica (C) de corpos constituídos da mesma substância é diretamente proporcional à massa (m) de cada corpo. Podemos, portanto escrever:

C = mc

onde c é uma constante de proporcionalidade que depende da substância de que é constituído o corpo. Essa constante é, por definição, chamada de calor específico dessa substância.

O conceito de calor específico permite obter expressões mais abrangentes para a quantidade de calor, pois não nos restringimos mais a corpos determinados, mas a substâncias. Assim, substituindo a relação C = mc na expressão Q = CΔT, podemos obter a expressão:

Q = mcΔT

que permitem determinar a quantidade de calor Q absorvida pelo corpo de massa m, constituído por determinada substância de calor específico c quando sofre acréscimo de temperatura ΔT.

As unidades de calor específico no SI são, portanto, J/kg . °C ou J/ kg . K.

Caloria e calor específico

A água é uma das substâncias de maior calor específico que existem, o que traz consequências importantes para a nossa vida, sobretudo do ponto de vista meteorológico. A água é também a substância padrão que define a unidade de calor mais utilizada na prática – a caloria.

Como qualquer forma de energia, o calor pode ser medido pelo trabalho que ele é capaz de realizar. E, dos trabalhos realizados pelo calor, o mais fácil de medir é a variação de temperatura que ele provoca em determinado corpo ou substância. Dessa forma, utilizando-se a água como substância padrão, foi definida a caloria:

1 caloria (cal) é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 g de água de 1 °C no intervalo de 14,5 °C a 15,5 °C.

A relação entre caloria e joule foi determinada por Joule numa das experiências mais importantes da história da física. Essa experiência tornou evidente que calor é energia e estabeleceu o equivalente mecânico do calor, nome dado à relação entre caloria e joule:

1 cal = 4,186 J

Trocas de calor

Já vimos que dois ou mais corpos a temperaturas diferentes, formando um sistema isolado, tendem a atingir a mesma temperatura.

Quando isso ocorre, costuma-se dizer que esses corpos trocam calor. Como calor é energia, o Princípio da Conservação da Energia garante que a energia total envolvida nesse processo é constante. Além disso, se um corpo cede calor e não muda de fase, a sua temperatura final (t) torna-se menor que a inicial (t₀). Portanto, a variação de temperatura (Δt = t – t₀) e a quantidade de calor cedida (Q_c) são negativas. Por raciocínio análogo, quando o corpo recebe calor, a variação da temperatura e a quantidade de calor recebida (Q_r) são positivas. Veja o esquema:

Assim, se o sistema for isolado e houver apenas trocas de calor entre os seus constituintes, a soma algébrica das quantidades de calor cedidas (ΣQc) e recebidas (ΣQr) deve ser nula:

ΣQc + ΣQr = 0

Essa é uma consequência imediata do Princípio da conservação da Energia. Qualquer resultado diferente de zero indicaria a perda ou o ganho de energia, o que contraria esse princípio.

Mudança de fase e calor latente

Vejamos, agora, o caso em que cedemos calor a um corpo e não há variação de temperatura.

Neste caso todo o calor é utilizado no trabalho de separação das moléculas vencendo a força de coesão e produzindo uma mudança de estado, a temperatura constante. Esta quantidade de calor que produz mudança de estado a temperatura constante é chamada calor latente.

Quando a substância está mudando de fase, verifica-se que a razão entre a quantidade de calor transferida (Q) e a massa (m) que mudou de fase dessa substância é constante. Essa constante, denominada calor latente (L), é definida pela razão

L = Q/m

logo:

Q = mL

O valor da constante L, cuja unidade no SI é J/kg, depende da substância e da correspondente mudança de fase: o calor latente de fusão ou solidificação da água é 3,33 . 10⁵ J/kg, enquanto o calor latente de condensação ou vaporização é 2,26 . 10⁶ J/kg.

Bibliografia:
GASPAR, Alberto. Física – Volume Único. Editora Ática.

POTENCIAL ELÉTRICO - 3° ANO DO ENSINO MÉDIO - FÍSICA

Potencial elétrico é a medida associada ao nível de energia potencial de um ponto de um campo elétrico. Ao tomarmos uma carga de prova q e a coloquemos em um ponto P de um campo elétrico. Ela adquire uma energia associada ao quanto pré-disposta ela está a entrar em movimento a partir unicamente do campo que está interagindo com ela.

Definimos por v o potencial elétrico associado a uma carga, temos que:

Unidade de potencial elétrico:

Em 1745 nasceu Alessandro G. A. Volta, na Itália cidade de Como, que aos 24 anos escreveu seu primeiro livro Da força magnética, do fogo elétrico e dos fenômenos daí dependentes. Sendo que sua maior contribuição à física foi a invenção da pilha elétrica.

Analisando as equações abaixo podemos encontrar uma equação que defina melhor o potencial elétrico para alguns casos.

Temos que:

Onde q₂ é a valor da carga elétrica que gera o campo, k é a constante elétrica do meio, e d a distância entre as cargas.

Para o caso de diversas cargas interagindo em um determinado campo temos que o potencial resultante no ponto P é dado pela soma dos potenciais parciais assim obtidos, levando em consideração os respectivos sinais, pois cada potencial será convertido em uma grandeza escalar.

v_resultante = v₁ + v₂ … + v_n

Superfícies equipotenciais são linhas imaginárias que possuem pontos com o mesmo potencial elétrico assim uma determinada carga gera infinitas superfícies equipotenciais.

Referências Bibliográficas:

Gaspar - Volume Único

CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS - TABELA PERIÓDICA - 1° ANO DO ENSINO MÉDIO - QUÍMICA

Atenção alunos do 1º ano de Química. Pegue sua tabela periódica e preste atenção no texto:
Para ver a tabela clique na foto para ampliar, você poderá também imprimir no tamanho que você desejar, para as nossas aulas.

Classificação periódica dos elementos

Alem de ser mais completa que a tabela de Mendeleyev, a Classificação Periódica Moderna apresenta os elementos químicos dispostos em ordem crescente de números atômicos.
Períodos
As linhas horizontais que aparecem nas tabelas são denominadas períodos. É importante notar que:
- no 6º período, a terceira “casinha” encerra 15 elementos (do lantânio ao lutécio) que, por comodidade, estão indicados em uma linha abaixo da tabela; começando com o lantânio, esses elementos formam as chamada Série dos Lantanídios;
- Analogamente, no 7º período, a terceira “casinha” também encerra 15 elementos químicos (do actínio até o laurêncio), que estão indicados na Segunda linha abaixo da tabela. Começando com o actínio, eles formam a Série dos Actnídios.
- Devemos ainda assinalar que todos os elementos situados após o urânio (92) não existem na Natureza, devendo, pois, ser preparados artificialmente. Eles são denominados Elementos Transurânicos. Além desses, são também artificiais os elementos tecnécio-43, promécio-61 e astato-85.

Colunas, grupos ou famílias

As linhas verticais que aparecem na tabela, são denominadas colunas, grupos ou famílias de elementos. É ainda importante considerar o seguinte:
O hidrogênio (H), embora apareça na coluna 1A, não é um metal alcalino. Pelo contrário, o hidrogênio é tão diferente de todos os elementos químicos que algumas classificações preferem colocá-lo fora da tabela.
As colunas A são as mais importantes da tabela. Seus elementos são denominados elementos típicos, característicos ou representativos da Classificação Periódica. Em cada coluna A, a semelhança de propriedades químicas entre os elementos é máxima.
Os elementos das colunas 3B, 4B, 5B, 6B, 7B e 8B constituem os chamados elementos de transição. Note que, em particular, a coluna 8B é uma coluna tripla.
Outra separação importante que podemos notar na Classificação Periódica é a que divide os elementos em metais, não-metais (ou ametais) e semimetais.
Como podemos notar, dos 109 elementos considerados na tabela o número de metais (84) supera bastante o número de não-metais (11), semimetais (7) e gases nobres (6). Como já dissemos, o hidrogênio, devido às suas propriedades muito especiais, deve ser deixado fora dessa classificação.

A Tabela Periódica pode ser usada para relacionar as propriedades de seus elementos com suas estruturas atômicas.

Os elementos se organizam de acordo com suas propriedades periódicas: à medida que o número atômico aumenta, os elementos assumem valores crescentes ou decrescentes em cada período. As principais propriedades periódicas são: Raio atômico, Energia de Ionização, Afinidade eletrônica e Eletronegatividade.

Raio atômico

Essa propriedade se relaciona com o tamanho do átomo, e para comparar esta medida é preciso levar em conta dois fatores:

- Quanto maior o número de níveis, maior será o tamanho do átomo;

- O átomo que apresenta maior número de prótons exerce uma maior atração sobre seus elétrons.

Energia de Ionização

Energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso: quanto maior o tamanho do átomo, menor será a energia de ionização.

- Em uma mesma família esta energia aumenta de baixo para cima;

- Em um mesmo período a Energia de Ionização aumenta da esquerda para a direita.

Afinidade eletrônica

É a energia liberada quando um átomo no estado gasoso (isolado) captura um elétron. Em uma família ou período, quanto menor o raio, maior a afinidade eletrônica.

Eletronegatividade

Força de atração exercida sobre os elétrons de uma ligação. Na tabela periódica a eletronegatividade aumenta de baixo para cima e da esquerda para a direita.

Essa propriedade se relaciona com o raio atômico, sendo que, quanto menor o tamanho de um átomo, maior será a força de atração sobre os elétrons.

Propriedades periódicas e aperiódicas

A tabela periódica existe para organizar os elementos que têm propriedades químicas e físicas semelhantes. Os metais, semimetais, não-metais e gases nobres formam grupos subdivididos para facilitar a localização.

Mas a Tabela Periódica não é útil apenas para saber sobre a massa atômica, número atômico e distribuição eletrônica dos átomos, podemos usá-la para observar as propriedades periódicas e aperiódicas que são usadas para relacionar as características dos elementos com suas estruturas atômicas.

Vejamos cada uma em particular:

Propriedades periódicas: ocorrem à medida que o número atômico de um elemento químico aumenta, ou seja, assume valores que crescem e decrescem em cada período da Tabela Periódica.

Entre as propriedades periódicas temos: raio atômico, energia de ionização, eletroafinidade, eletronegatividade, densidade, temperatura de fusão e ebulição e volume atômico.

Demonstração: a propriedade periódica eletronegatividade cresce de baixo para cima e da esquerda para a direita da Tabela, uma vez que quanto menor um átomo maior será sua eletronegatividade.

Propriedades aperiódicas: os valores desta propriedade variam à medida que o número atômico aumenta, mas não obedecem à posição na Tabela, ou seja, não se repetem em períodos regulares.

Exemplos de propriedades aperiódicas: calor específico, índice de refração, dureza e massa atômica. É válido ressaltar que a massa atômica sempre aumenta de acordo com o número atômico do elemento, e não diz respeito à posição deste elemento na Tabela.

Tabela periódica tem dois novos símbolos químicos

A tabela periódica vai passar a ter dois novos elementos químicos, ainda sem nome, aos quais foram atribuídos a numeração 114 e 116, que representam os números atómicos.

Os dois novos elementos foram descobertos em laboratório por uma equipa internacional de investigadores de Química e Física dos Estados Unidos e da Rússia.

Ao contrário de outros elementos químicos, como o carbono ou o ouro, estes novos elementos têm uma vida muito curta.

Os átomos do elemento químico 114 desintegram-se em poucos segundos. Ao 116 basta uma fracção de segundo. Ambos foram descobertos em experiências de laboratório com outros elementos da tabela periódica em 2004 e 2006.

Os números atómicos representam o número de protões que existem no núcleo de cada elemento químico. O Hidrogénio aparece sempre em primeiro lugar, com o número um.

Nos últimos 250 anos têm sido acrescentados novos elementos à tabela periódica. O mais recente datava de 2009, ao qual foi atribuído o nome copernicium, em honra de Copérnico.

Fonte: Brasil Escola

Faça o Download da Tabela Periódica -

http://www.4shared.com/photo/wc1vFjVt/tabela_periodica_completa.htm

MOLALIDADE (CONCENTRAÇÃO MOLAR) DE UMA SOLUÇÃO - 2° ANO DO ENSINO MÉDIO - QUÍMICA

Molalidade, normalmente representada pela letra W, é outra grandeza usada pelos químicos para expressar a concentração de uma solução. Ela pode ser definida da seguinte maneira:

Por isso, a molalidade também é chamada de concentração em quantidade de matéria por massa e essa relação pode ser expressa pela fórmula matemática:

 Uma vez que n₁ = m₁/M_1, podemos escrever também:

A unidade de molalidade é mols de soluto por kg de solvente (mol/Kg), mas ela é normalmente expressa pela palavra “molal” ou simplesmente "m".

Essa grandeza é muito útil quando se trabalha com soluções cuja temperatura varia, visto que a temperatura pode fazer com que o volume mude e o cálculo da molalidade não precisa do volume. Além disso, essa medida de concentração é proveitosa quando se estuda os aspectos relacionados às propriedades coligativas, que dependem dos números relativos de moléculas de soluto e de solvente.

Outra informação importante é que experimentalmente se constata que no caso de soluções aquosas diluídas que contêm quantidade igual ou inferior a 0,1 mol de soluto por 1 litro de água, as concentrações expressas em molaridade (mol/L) e em molalidade (W) são aproximadamente iguais numericamente.

Os passos necessários para preparar uma solução com a molalidade especificada são simples: primeiro se medem as massas necessárias de soluto e de solvente; depois se dissolve o soluto no solvente. 

Para entender como realizar os cálculos da molalidade, veja os exemplos a seguir:

Exemplo 1: “Para o preparo de uma solução, 0,5 mol de um sal foi dissolvido em 580 g de água. Vamos determinar então a concentração do soluto em mol por kg da solução.”

Para isso, podemos fazer o seguinte raciocínio:

0,58 kg (580g) de solvente dissolve 0,5 mol de soluto
1 kg de solvente dissolverá x

x = 1 kg . 0,5 mol
0,58 kg

x = 0,86 mol em 1 kg da solução = 0,86 mol/kg

Ou, então, podemos resolver essa questão substituindo os valores na fórmula da molalidade:

W = n₁
m₂

W = 0,5 mol
0,58 kg
W = 0,86 molal

Exemplo 2: “Qual é a molalidade da glicose num soro contendo 4 g de glicose (C₆H₁₂O₆) em 100 g (0,1 kg) de água? Dado: massa molar da glicose = 180 g/mol.”

Primeiro precisamos calcular a quantidade de glicose, em mol:

1 mol -------- 180 g

X ------------- 4 g
x = 0,02 mol

Agora sim podemos calcular a molalidade da glicose no soro:

0,1 kg de água --------- 0,2 mol de glicose
  1 kg ---------------------- y

y = 0,2 mol de glicose

A molalidade da glicose nesse soro é de 0,2 mol de glicose por quilograma de água.

Fonte:  Jennifer Rocha Vargas Fogaça