Calor e Temperatura são diferentes?

Como em todos os nossos encontros, começamos com o tema do dia: calor.

É comum entre nós a confusão entre calor e temperatura. Vamos tentar acabar com ela de uma vez por todas: temperatura é uma grandeza que mede o grau de agitação das moléculas. Já o calor é energia. E não é uma energia qualquer.

Quando um corpo transfere energia para outro devido à diferença de temperatura existente entre eles, observa-se o conceito de calor.

Portanto essa energia só existe se estiver em movimento. Tal transferência ocorre até que os corpos igualem suas temperaturas, chegando, então, ao equilíbrio térmico.

Moçada, essa transferência de energia pode ocorrer por duas razões: para que um corpo utilize esse calor para modificar sua temperatura ou para que esse corpo modifique o estado físico da matéria. Lembre que as provas atuais de vestibular estão cobrando o conhecimento de conceitos.

Caro amigo, nunca se esqueça de que, durante uma mudança de estado físico da matéria, não pode ocorrer mudança de temperatura no corpo e vice-versa. O calor para efetuar mudança na temperatura do corpo é conhecido como calor do tipo sensível, enquanto o calor para realizar mudança de estado físico da matéria é chamado de calor do tipo latente.

As mudanças de estado físico são: fusão, passagem do estado sólido para o líquido; vaporização, passagem do estado líquido para o gasoso; condensação, de gasoso para líquido; solidificação, de líquido para sólido; sublimação, de sólido diretamente para gás; e ressublimação, ao passar de gás diretamente para sólido.

É fácil verificar que a fusão e a solidificação são mudanças inversas, assim como a vaporização e a condensação também o são.

É muito importante lembrar que as mudanças de estado físico que devem receber calor para serem realizadas são a fusão, a vaporização e a sublimação. Para que as outras aconteçam, é necessário haver perda de calor.

À aquisição de energia por um corpo, chamamos de processo endotérmico. Aos processos de perda de energia, damos o nome de exotérmicos.

O calor liberado por um corpo é necessariamente recebido por um ou por outro corpo de um sistema, uma vez que não há trocas com corpos externos.

A esse sistema, que não troca calor com o exterior, denominamos sistema isolado termicamente. A soma dos calores nesses sistemas é sempre nula.

E por hoje chega. Logo estaremos juntos novamente. Calorosos abraços e, como sempre, bons estudos!

TIRINHA DO DIA

CURIOSIDADE DO DIA

Por que os líquidos borbulham ao ferver?

Ferver,  significa entrar em ebulição, mudar do estado líquido para o gasoso. "Quando um líquido é aquecido até seu ponto de ebulição, ele começa a sofrer essa mudança de estado físico. Partes do líquido no interior do recipiente viram gás e formam as bolhas que, por serem menos densas do que o líquido, sobem até a superfície e se desprendem para a atmosfera".

Esse efeito é tão perceptível quando fervemos água no fogão. "Como o fogo aquece a parte de baixo da panela, as primeiras moléculas a evaporar são as debaixo, que sobem por todo o líquido formando um conjunto grande de bolhas subindo pela panela", finaliza.

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6 descobertas que desafiam a Física

Velocidades maiores do que a da luz? Matéria desaparecendo no ar? Partículas que se comportam de forma diferente quando observadas? Isso não é coisa de ficção científica – tudo isso acontece bem aqui, em nosso Universo. Saiba quais são os fenômenos que a ciência ainda não consegue explicar:

1. O Sol pode emitir ondas mais quentes que ele mesmo

De acordo com as leis da termodinâmica, o calor viaja sempre do corpo mais quente para o corpo mais frio. É isso que te faz ficar pertinho do fogão aproveitando o calor em dias frios. É uma lei universal. Ou quase. Ao que tudo indica, o Sol consegue emitir ondas de calor mais quentes do que ele mesmo.

A superfície da estrela tem, em média, 5500° Celsius de temperatura. Já a camada que fica a centenas de quilômetros do Sol, conhecida como “corona”, tem uma temperatura média de um milhão de graus Celsius. Segundo a física, a fonte de calor (o Sol) deveria ser mais quente do que sua emissão. Até agora, este é o único caso do fenômeno conhecido no Universo.

2. A gravidade não faz tanto sentido assim

A gravidade está envolvida em tudo o que fazemos – afinal é ela que nos mantém presos na Terra. Mas e se a lei da gravidade não fosse uma lei? E se ela não fizer sentido? Pois saiba que em menor escala, ela não faz sentido algum. Basta esfregar o tubo de uma caneta do tipo “Bic” em seus cabelos e passa-la por cima de uma pilha de pedaços de papel. O papel é instantaneamente atraído pela eletricidade estática da caneta e gruda nela, contrariando as leis da física.

Esse fenômeno é chamado de “problema da hierarquia de Higgs”. Quando pequenas partículas são analisadas, a gravidade torna-se muito fraca – ela segue as leis de Newton apenas em objetos maiores. Isso significa que, quanto menor for a escala do objeto analisado, maiores são as possibilidades da gravidade desaparecer completamente. Ou seja: agradeça por estarmos em um planeta grande, que gera força gravitacional suficiente para nos manter no chão (e por termos massa suficiente para “corresponder” a essa força).

3. Naves espaciais aceleram sem razão aparente

Imagine que você está brincando em uma cadeira de balanço. Você impulsiona seu corpo até atingir a velocidade desejada e, quando atinge seu limite, espera o brinquedo desacelerar para começar a se impulsionar novamente. Agora imagine que, ao parar de tocar os pés no chão, você acelera em vez de parar, voando cada vez mais alto.

Se você lembrar bem das aulas de física, sabe que a lei da conservação de energia diz que esse tipo de situação é impossível. A não ser que você empurre mais o balanço com seus pés, você não irá acelerar, certo? Nem sempre.

Na década de 1980, as naves Pioneer 10 e Pioneer 11, da Nasa, passaram a acelerar depois de uma enorme distância da Terra, em vez de simplesmente terem sua velocidade reduzida. Desde então, cientistas estão tentando descobrir o que aconteceu com as Pioneers e com a nave NEAR e com a sonda Galileo, que passaram pela mesma situação.

4. A lei da conservação de energia não funciona o tempo todo

Se você rasgar uma folha de papel nos menores pedaços que conseguir, terá a mesma quantidade de papel de sempre, só que em um formato diferente, correto? E o papel simplesmente desaparecesse enquanto você o rasga? Se você é um bom aluno de física sabe que isso não pode acontecer porque nenhum tipo de matéria consegue ser completamente aniquilado – da mesma forma que não conseguimos criar alguma coisa do nada.

Agora suponha que a Terra seja consumida por um buraco negro. A massa dele aumenta, da mesma forma que a sua massa aumenta após as refeições. Afinal, tudo o que você comeu ainda está lá dentro. Só que, algumas vezes, os buracos negros desaparecem completamente – levando tudo o que engoliram junto com eles.

Segundo a física, ao desaparecer eles deveriam emitir uma onda de radiação proporcional a tudo o que consumiram. Mas, de acordo com Stephen Hawking, tudo o que eles fazem é lançar ondas aleatórias de energia. De forma simples: se algum dia a Terra for realmente engolida por um Buraco Negro, não só o planeta deixará de existir, mas também qualquer sinal de que um dia ele existiu.

5. Partículas se comportam de forma diferente só por que alguém está observando

Lembra daquele amigo que parece até outra pessoa quando está conversando com um grupo de estranhos? Pois existem partículas que se comportam da mesma forma. Durante um dia todo, cientistas pesquisaram o urânio. Sabe-se que esse elemento, quando está instável, passa por um processo de enfraquecimento radioativo depois de certo tempo. E quando os cientistas não estavam olhando, o urânio fazia exatamente o que era esperado dele – enfraquecia.

Mas ao olhar diretamente para o material, os pesquisadores perceberam que havia partículas que nunca enfraqueciam. Ou seja, você pode parar o tempo para o urânio simplesmente olhando para ele. O problema é que, em nossa vida comum, olhar para um pacote de leite para impedir que ele estrague não faz sentido nenhum.

6. A Teoria da Relatividade de Einstein pode estar errada

Segundo Albert Einstein, o limite da velocidade de tudo o que existe em nosso universo é 299,792,458 metros por segundo – a conhecida velocidade da luz. É nessa regra que se baseia a teoria da relatividade do físico que, desde os anos 1940, quando foi lançada, é aceita pela comunidade científica.

Foi em 2011, quando cientistas do CERN (Organização Européia de Pesquisa Nuclear, localizado na Suíça) dispararam um raio de partículas por 730 km, que a veracidade da teoria foi questionada. O problema é que o raio chegou em seu destino, na Itália, 60 nano segundos antes do que era esperado, o que mostra que o disparo superou a velocidade da luz.

A comunidade científica ficou estarrecida e o teste foi refeito várias vezes – todos os experimentos apresentaram o mesmo resultado: as partículas viajaram mais rápido do que a luz. Isso quer dizer que a viagem em velocidade de dobra de Star Trek é possível, mas, por enquanto, apenas para neutrinos. E, se toda a teoria da relatividade foi derrubada, até a viagem através do tempo será possível.


22/01/2015 - 14H01/ ATUALIZADO 15H0101 / POR REDAÇÃO GALILEU

Os 7 Estados da Matéria

Até Einstein iria pirar!!! 

É pessoal sabe aquela história dos três estados físicos da matéria? Está ultrapassada. Desde 2003 considerava-se a existência de seis estados físicos possíveis para a matéria, agora já descobriram mais um. Com certeza com a evolução da ciência iremos descobrir novas formas de arranjo para a matéria o que é excelente, pois permite ao homem desenvolver novas técnicas de produção e transferência de energia, além de nos ajudar a entender melhor como é formado o universo.

Olha só os sete estados considerados até hoje:

 1º estado: No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de sua partícula. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.

2º estado: No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.

3º estado: No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.

4º estado: O Plasma (ou quarto estado da matéria) está presente principalmente nas televisões de LCD ou cristal líquido, ou ainda chamadas de “TVs de plasma”. Neste estado há uma certa “pastosidade” da substância, que permite uma maior e melhor resposta quando recebe informações decodificadas pelos feixes de luz emitidos pelos componentes da TV. É sabido que qualquer substância pode existir em três estados: sólido, líquido a gasoso, cujo exemplo clássico é a água que pode ser gelo, líquido a vapor. Todavia há muito poucas substâncias que se encontram nestes estados, que se consideram indiscutíveis a difundidos, mesmo tomando o Universo no seu conjunto. É pouco provável que superem o que em química se considera como restos infinitamente pequenos. Toda a substância restante do universo subsiste no estado denominado plasma. 

5º estado: O Condensado de Bose-Einstein é o quinto estado da matéria, e é obtido quando a temperatura chega a ser tão baixa que as moléculas entram em colapso. O condensado de Bose-Einstein é uma coleção de milhares de partículas ultra-frias ocupando um único estado quântico, ou seja, todos os átomos se comportam como um único e gigantesco átomo.

6º estado: Gás Fermiônico diferentemente do condensado de Bose-Einstein nesse estado as partículas apesar de estarem a baixissimas temperaturas ainda se comportam isoladamente, ou seja, as partículas são solitárias e não se comportam como um condensado perfeito (completamente unidas).

7º estado: Superfluido de polaritons. Trata-se de um material sólido preenchido com uma série de partículas de energia conhecidas como polaritons. Os polaritons foram aprisionados e tiveram sua velocidade diminuída no interior do novo material. Este estado da matéria até agora desconhecido, introduz um método radicalmente novo tanto para mover energia de um ponto a outro, quanto para gerar um feixe de luz coerente - um laser - utilizando uma quantidade muito pequena de energia.

É queridos, a cada dia avançamos mais na busca de novos conhecimentos, e com isso devemos interagir cada vez mais com o mundo que nos cerca e tentar entender todos os fenômenos que acontecem à nossa volta. Considerando esses últimos estados da matéria onde as partículas se mostram muito agregadas tente responder (associando a física e a química que estudamos), como nesses estados a condução de eletricidade é maus intensa?

HÁ QUEM DIGA QUE SÃO 15 OS ESTADOS, VAI SABER.

1. - sólido
2. - sólido amorfo
3. - líquido
4. - gasoso
5. - plasma
6. - superfluido
7. - supersólido
8. - matéria degenerada
9. - neutrónio
10. - matéria fortemente simétrica
11. - matéria fracamente simétrica
12. - plasma quark-guón
13. - condensado fermiónico
14. - condesado de Bose-Einstein
15. - matéria estranha.

TIRINHA DO DIA 

CURIOSIDADE DO DIA

O que aconteceria ao corpo em uma viagem à velocidade da luz?

Sinto muito capitão Kirk, mas nada de se aproximar da velocidade da luz

É um dos maiores sonhos da humanidade, conseguir viajar anos-luz para chegar às estrelas e planetas distantes do nosso sistema solar. Para esse propósito, precisaríamos de uma nave que viajasse a uma velocidade absurdamente alta para chegar aos nossos vizinhos - algo próximo da velocidade da luz. Contudo, se os astronautas têm que passar por duro treinamento para aguentar a velocidade dos foguetes que saem do nosso planeta, o que aconteceria ao nosso corpo se viajássemos a 300 mil km/s (ou mais de 1 bilhão de km/h)?

 O espaço interestelar é praticamente vazio. Para cada centímetro cúbico, os cientistas acreditam que exista cerca de dois átomos de hidrogênio - no mesmo espaço, no ar da Terra, há cerca de 30 bilhões de átomos do mesmo elemento. Contudo, em entrevista à New Scientist, o cientista William Edelstein, da Universidade de Medicina John Hopkins, em Baltimore, nos Estados Unidos, diz que esse gás escasso pode fazer mais mal em uma viagem próxima à velocidade da luz do que um ataque romulano aos tripulantes da espaçonave Enterprise - da série Star Trek.

Baseado na teoria da relatividade de Albert Einstein, se acredita que o hidrogênio que está no espaço interestelar seria transformado em uma intensa radiação que poderia, em segundos, matar os tripulantes e destruir os equipamentos eletrônicos. Segundo Edelstein, a 99,999998% da velocidade da luz, os átomos do gás gerariam uma energia de 7 teraelectron volts - a mesma energia que os prótons do Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês). "Para a tripulação, seria como estar de frente ao raio do LHC", diz Edelstein.

O casco da espaçonave até poderia prover uma pequena proteção. Segundo Edelstein, uma camada de 10 cm de alumínio poderia absorver menos de 1% da energia. Ele afirma que, como os átomos de hidrogênio tem apenas um próton no núcleo, estes poderiam expor a tripulação a uma perigosa radiação ionizante que quebraria os elos químicos e danificaria o DNA. "Os átomos de hidrogênio são minas espaciais inevitáveis", diz o cientista.

A dose fatal de radiação para humanos é 6 sieverts. Edelstein calcula que a tripulação de uma espaçonave próxima à velocidade da luz receberia o equivalente a 10 mil sieverts em apenas um segundo, o que também enfraqueceria a estrutura da nave e danificaria os eletrônicos.

O cientista ainda especula que essa seria uma boa razão para acreditar que os ETs não chegaram ao nosso planeta. Segundo Edelstein, se um alienígena foi capaz de construir uma espaçonave que viaja à velocidade da luz, neste momento ele está morto, dentro da estrutura enfraquecida e com os sistemas de navegação quebrados.

CARICATURA DO DIA