Clique no link da Rádio PiemonteFM. Ultrapassamos a marca de 2 milhões e MEIO de acessos. Obrigado pela divulgação de nosso portal de notícia. Contato por email rafael@df.ufcg.edu.br. Agradecemos a todos pela participação, tendo como o único editor o professor Rafael Rodrigues da UFCG, Cuité-PB. Programa informativo GEMAG, aos domingos, 12:30h às 14h, na rádio PiemonteFM, transmitido por este blog. .
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sexta-feira, 16 de junho de 2023
Aula 24-Instrumentação I, Pressão, Vazão de Fluido e Calor, ministrada pelo Professor Rafael-Live em Caiana dos Crioulos, acontecerá nesta sexta, 16
A equação de Torricelle fornece a velocidade do fluido, na saída do orifício de área a e altura h em relação o topo do recipiente. Note qeu no regime estacionário, na área A da superfície do recipiente, a velocidade é zero.
Na próxima quinta-feira, 24 de Junho, véspera da festa de São João, teremos a aula 25-Instrumentação I baseada na live-17 de introdução à Física sobre Temperatura e Calor, das 10h às 12h.
Esta aula 24 é basead na Live de Introdução à Física, ministrada pelo Professor Rafael(RAE-UFCG), aconteceu direto do Quilombo Caiana dos Crioulos de Alagoa Grande.
No final dessa aula, eu uso um nível para medir a mesma altura de dois pontos na parede, sem usar fita métrica.
Nesta aula, veremos aplicações do princípio de Arquimedes, em 287 antes de Cisto(aC), deduziremos a equação fundamental da hidrostática, ilustraremos alguns aplicações do conceito de pressão e investigaremos o escoamento de líquido. Consideraremos um fluido incompressível(densidade constante ou massa específica constante) e sem viscosidade(sem atrito).
Será visto também o conceito de Trabalho Termodinâmico. Este é um dos temas de Física do segundo ano.
O tema principal da aula de hoje será como medir a aceleração da gravidade, usando o escoamento e um fluido incompressível(densidade constante e sem viscosidade(atrito). A água entra em um recipiente por cima e sai por um orifício feito na lateral do recipiente. A área da base do recipiente é A e a área do orifício cilíndrico é a, sendo que A>>a. Lembre-se que >> significa muito maior do que.
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Experiência de Torricelli, discípulo de Galileu, para medir pela primeira vez a pressão. Até Galileu ainda não era conhecido uma técnica para medir a pressão. Torricelli utilizou um tubo de um metro cheio de mercúrio. No final da experiência, você entenderá porque ele não utilizou a água.
Torricelle usou um tubo cheio de Mercúrio e uma cuba contendo mercúrio também. Ele colocou o dedo na extremidade aberta do tubo e ao colocar na cuba, retirou o dedo. Uma parte do mercúrio passou para a cuba até atingir o equilíbrio eletrostático. Na parte superior fechada, ficou quase no vácuo. Resultando mercúrio somente em uma altura de h=76cm, medida da superfície do mercúrio na cuba. Portanto, a pressão atmosférica(P_atm=𝞺gh) devido a coluna de mercúrio dentro do tubo.
Como a densidade do mercúrio é muito alta,
𝞺=13,6 x 10^3kg/m^3
(m^3 significa metro cúbico e 10^3 potência de dez a terceira.), bastou utilizar um tubo de 1m de altura. Se fosse a água seria necessário um tubo muito comprido, maior do que um girafa. A densidade do mercúrio é 13,6 vezes maior do que a densidade da água.
Portanto, utilizando a altura e a aceleração da gravidade no SI: h=76cm=0,760m, g=9,8m/s^2.
P_atm=𝞺gh=13,6 x 10^3x9,8x0,760=0,760Pa, ou 1atm=76cmHg=760mmHg.
Lembre-se que no SI, a unidade de pressão é Pascal(Pa), 1Pa=N/m^2. Um metro tem 10 centímetros e 1cm=10mm.
Lei de Stevin(Século XVII). Teorema fundamental da hidrostática.
Trabalho Termodinâmico
Esta live foi transmitida direto da serra de Paquivira via satélite. A qualidade do sinal de transmissão não é boa. Esse é um dos problemas das aulas remotas, nem sempre a qualidade das da imagem é de boa visibilidade e nem sempre os estudantes do interior tem internet de boa qualidade.
Vamos estudar essa semana Calorimetria, Trabalho termodinâmico e as leis da termodinâmica. Iniciaremos a aula de hoje fazendo uma revisão da aula anterior.
Calor é energia em trânsito, partindo de um corpo com temperatura maior para outro corpo com temperatura menor. Quanto atingir o equilíbrio térmico o calor cessa. A unidade de calor mais usada é a caloria(cal), que está relacionada com joule(J) por 1cal=4,18J.
O calor sensível está relacionado com a variação de temperatura:
ΔQ=mcΔT,
m sendo a massa da substância, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura.
O calor Latente L é aquele necessário para uma certa substância sofrer uma mudança de fase, por exemplo, quando água atinge os 100 graus celsius ela passa do estado líquido para o estado de vapor.
ΔQ=mL.
Unidade: cal/grau celsius
Questões do ENEM
ENEM 2010. Questão 46 - caderno amarelo da prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias de 2010.
Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática.
Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?
a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo que estiver fervendo.
b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.
c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela.
d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura;
ENEM 2013. Em um experimento foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente. Termômetro
A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi
a) igual no aquecimento e igual no resfriamento. b) maior no aquecimento e igual no resfriamento. c) menor no aquecimento e igual no resfriamento. d) maior no aquecimento e menor no resfriamento. e) maior no aquecimento e maior no resfriamento.
Repostas das questões do ENEM no final desta postagem.
Texto em Latex.
Segue duas questões
1) A água tem um comportamento anômalo entre $0^oC$ e $4^oC,$ obtendo a densidade máxima
quando a temperatura atinge $4^oC?$ Justifique a sua resposta.
b) Calor latente \'e a grandeza Física relacionada à quantidade de calor que uma unidade
de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passe
do estado sólido para o estado líquido, do estado líquido para o estado gasoso e vice-versa.
Unidade no SI: $J/kg$ ( Joule por quilograma), caloria por grama $(cal/g)$.
Calcule a quantidade de calor necessária para transformar $80g$ de gelo sob a temperatura
negativa de $-20^oC$ para o estado líquido numa temperatura de $90^oC.$ Lembre-se que o calor
Latente do gelo, calores específicos do gelo e da \'agua, respectivamente,
$ L, c_{gelo}, c_a,$ são dados
por $L = 80\frac{cal}{g^oC}, c_{gelo} = 0,5\frac{cal}{g^oC}, c_a = 1,0\frac{cal}{g^oC}.$
2) a) Em 1662, o químico e holandês Robert Boyle e, independentemente, em 1676, o físico e biólogo francês Edme Mariotte, observaram que um g\'as sob temperatura constante, a pressão é inversamente proporcional ao volume. Como você faria uma experiência para verificar a lei de Boyle-Mariotte? Desenhe a curva isoterma que representa essa lei.
b) Utilize a primeira lei da Termodinâmica para relacionar o trabalho termodinâmico, calor e energia interna de um gás nas seguintes transformações isotérmica(Temperatura constante), isobárica(Pressão constante) e isocórica(Volume constante).
Repostas das questões do ENEM, no final desta postagem. ENEM 2010. Letra A. ENEM 2013. Resposta E.
Q 44) Um cubo de gelo de 10 g a − 10 o^C é colocado num lago que está a 15 o^C. Calcule a variação de entropia do sistema quando o cubo de gelo atingir o equilíbrio térmico com o lago. O calor específico do gelo é 0,50 cal/g.o^C.
. ( Sugestão: O cubo de gelo afetará a temperatura do lago?)
As experiências na disciplina de Instrumentação I, UFCG, Cuité, 2022.2, turno manhã, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues são feitas com materiais alternativos....
Alana Souza Rodrigues. Ok
ResponderExcluirArthur Arruda de Figueirôa, ok
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