segunda-feira, 28 de março de 2011
quarta-feira, 16 de março de 2011
Dilatação térmica
Temperatura é uma grandeza física pela qual avaliamos o grau de agitação térmica das moléculas de uma substância (sólida, líquida ou gasosa). As escalas utilizadas em tal avaliação podem ser a escala Celsius ou a Kelvin, que são centígrados, ou seja, a diferença entre o ponto de fusão e o ponto de ebulição da água é igual a cem divisões de escala. Além dessas, existe a escala Fahrenheit.
Calor é a energia térmica em trânsito provocada por diferenças de temperaturas, ou seja, se dois corpos, em temperaturas diferentes, forem postos juntos (contato térmico), a energia térmica do corpo de maior temperatura será transferida espontaneamente para o corpo de menor temperatura. Essa energia deslocada chamamos calor. Conceitualiza-se dois tipos de calor (abreviado pela letra Q): o calor sensível, que é a quantidade de calor que um corpo cede ou absorve, provocando apenas variação de temperatura, e o calor latente ou oculto, que é a quantidade de calor cedida ou absorvida provocando apenas mudança no estado físico.
Existem três formas de transmissão de calor: condução térmica, quando a energia é transportada de molécula a molécula (sem que estas sejam deslocadas), encontrada em sólidos; convecção térmica, que ocorre em substâncias fluidas (líquido+gasoso), e irradiação térmica, que é o calor transferido ou irradiado como ondas eletromagnéticas (ondas de calor, calor radiante). Ocorre, por exemplo, entre o Sol e a Terra e no interior dos fornos de microondas.
[editar] Coeficiente de dilatação térmica α
[editar] Fórmula genérica: materiais isotrópicos
Nos materiais isotrópicos pode-se calcular a variação de comprimento e conseqüentemente de volume em função da variação de temperatura:
- variação do comprimento em metros (m) ;
- coeficiente de dilatação linear em 1/Kelvin (K − 1) ;
- comprimento inicial em metros (m) ;
- variação de temperatura em Kelvin (K) ou em graus Celsius (°C).
-
- Nota: Visto que se utiliza uma variação, uma diferença, é indiferente que a unidade de medida da temperatura seja graus Celsius ou Kelvin pois ambas são centigradas. Se o coeficiente de dilatação for dado em Fahrenheit, a temperatura do cálculo deve ser também Fahrenheit.
[editar] Tensor de dilatação térmica: materiais anisotrópicos
Os materiais cristalinos não cubicos apresentam uma dilatação anisotrópica:o seu coeficiente de dilatação varia com a direção. Para descrever a sua dilatação recorre-se a um tensor simétrico de ordem 2:
Por exemplo, para uma rede triclínica é necessário conhecer seis coeficientes de dilatação ortogonais, que não têm necessariamente que coincidir com os eixos do cristal.A dilataçaõ termica é causada pela fadiga do material em atrito com o corpo.é o caso do chocolate derretido.
Os valores próprios do tensor de dilatação térmica ou coeficientes de dilatação linear principais , e , permitem obter o coeficiente de dilatação volúmica traço do tensor:
[editar] Tipos de Dilatação
Quanto à dilatação dos corpos, esta é de três tipos, uma vez que existem três estados físicos da matéria (sólido, líquido e gasoso).
[editar] Dilatação Linear
Na dilatação linear (uma dimensão). O comprimento de uma barra aumenta linearmente. As barras dos trilhos ferroviários são feitas com um espaçamento para a dilatação não causar problemas. Não que as barras dos trilhos ferroviárias sejam feitas no calor, mas para evitar que, com a dilatação térmica, o trilho seja retorcido, já no inverno, com as baixas temperaturas, os trilhos se "retraem", fazendo com que o espaçamento entre os trilhos aumente, vale lembrar também que a dilatação não é um fenômeno visível, variando de acordo com o material e a temperatura. Importante saber também que a dilatação linear é apenas teórica, sendo que para que algo exista ele deve ser tridimensional, numa dilatação a matéria ira dilatar em três dimensões, mas como não é possível calcular essa dilatação, adota-se somente o calculo da dilatação linear.
[editar] Coeficientes de dilatação linear
Os coeficientes de dilatação linear de algumas substâncias e elementos químicos[1] [2]a seguir indicados aplicam-se à faixa de temperaturas indicada. Quando não indicada presume-se uma temperatura ambiente. Na realidade estes coeficientes variam com a temperatura mas assume-se a sua exatidão na faixa indicada.
- Nota: clicando em cada um dos títulos é possível reordenar a tabela.
Substância | α 10^6(máx.) | α 10^6(min.) | Faixa de temperaturas |
---|---|---|---|
Gálio | 120,0 | vgv | |
Índio | 32,1 | ||
Zinco e suas ligas | 35,0 | 19,0 | 100 °C-390 °C |
Chumbo e suas ligas | 29,0 | 26,0 | 100 °C-390 °C |
Alumínio e suas ligas | 25,0 | 21,0 | 100 °C-390 °C |
Latão | 18,0 | 21,0 | 100 °C-390 °C |
Prata | 20,0 | 100 °C-390 °C | |
Aço inoxidável | 19,0 | 11,0 | 540 °C-980 °C |
Cobre | 18,0 | 14,0 | 100 °C-390 °C |
Níquel e suas ligas | 17,0 | 12,0 | 540 °C-980 °C |
Ouro | 14,0 | 100 °C-390 °C | |
Aço | 14,0 | 10,0 | 540 °C-980 °C |
Cimento(concreto)[3] | 6,8 | 11,9 | Temp. ambiente |
Platina | 9,0 | 100 °C-390 °C | |
Vidro(de janela)[4] | 8,6 | 20 °C-300 °C | |
Cromo | 4,9 | ||
Tungstênio | 4,5 | Temp. ambiente | |
Vidro Pyrex[5] | 3,2 | 20 °C-300 °C | |
Carbono e Grafite | 3,0 | 2,0 | 100 °C-390 °C |
Silício | 2,6 | ||
Quartzo fundido [6] | 0,6 |
[editar] Dilatação Superficial
Na dilatação superficial (superfície = área, logo, neste caso temos duas dimensões). A dilatação do comprimento e da largura de uma chapa de aço é superficial. Se um disco ou chapa com um furo central dilatar, o tamanho do furo e da chapa aumentam simultaneamente.
Ou seja, é aquela em que predomina a variação em duas dimensões,isto é, a variação da área.
Formula ∆A = β . Ao . ∆θ... ∆s=s
[editar] Dilatação Volumétrica
Na dilatação volumétrica (calcula-se o volume, logo três dimensões: altura, largura e comprimento). A dilatação de um líquido ou de um gás é volumétrica. O coeficiente de dilatação volumétrica é dado da seguinte forma: Coeficiente de dilatação linear X 3 (o número três representa as dimensões altura, largura e comprimento) encontrando um novo valor que é utilizado nos calculos onde se verifica a variação do volume.
quinta-feira, 24 de fevereiro de 2011
Com-Vida
A Com-Vida é uma nova forma de organização na escola e se baseia na participação de estudantes, professores, funcionários, diretores, comunidade. Quem organiza a Com-Vida é o delegado ou a delegada e seu suplente da Conferência de Meio Ambiente, com apoio de professores e lideranças comunitárias.
O principal papel da Com-Vida é contribuir para um dia-a-dia participativo, democrático animado e saudável na escola, promovendo o intercâmbio entre a escola e a comunidade. Por isso, a Com-Vida chega para somar esforços com outras organizações da escola, como Grêmio Estudantil, Associaçõa de Pais e Mestres, Conselho da Escola, Associações Comunitárias, ONGs e Movimentos Sociais, trazendo a Educação Ambiental para todas as disciplinas.
Comissão Para quê?
A Com-Vida vai envolver a comunidade escolar para pensar nas soluções para os problemas atuais e na construção de um futuro desejado por todos.
Objetivos da Com-Vida
. Construir a Agenda 21 na Escola e na Comunidade.
. Acompanhar a Educação Ambiental.
. Organizar a Conferência do Meio Ambiente.
. Promover intercâmbios com Com-Vida surgidas no município, região ou estado.
terça-feira, 23 de março de 2010
terça-feira, 23 de fevereiro de 2010
Biografia de Charles Augustin de Coulomb
Em sua homenagem, deu-se seu nome à unidade de carga elétrica, o coulomb.
Engenheiro de formação, ele foi principalmente físico. Publicou 7 tratados sobre a Eletricidade e o Magnetismo, e outros sobre os fenômenos de torção, o atrito entre sólidos, etc. Experimentador genial e rigoroso, realizou uma experiência histórica com uma balança de torsão para determinar a força exercida entre duas cargas elétricas (Lei de Coulomb).
Durante os últimos quatro anos da sua vida, foi inspetor geral do Ensino Público e teve um papel importante no sistema educativo da época.
[editar] Biografia
Coulomb nasceu em uma família muito rica. Seu pai se chamava Henri Coulomb e sua mãe, Catherine Bajet. Sua família tinha se mudado para Paris, e lá Coulomb estudou na prestigiada escola Collège des Quatre-Nations. Os cursos de matemática de lá, por Pierre Charles Monnier, motivaram Coulomb a seguir a carreira matemática.
Coulomb nasceu em 14 de junho de 1736. Seu pai, Henry Coulomb, e sua mãe, Catherine Bajet, vinham de famílias muito conhecidas na região de Angoulême, capital de Angoumois, no sudoeste da França. Após receber a educação básica em sua cidade natal, a família de Coulomb mudou-se para Paris e este continuou seus estudos no Colégio Mazarin, vindo a receber o melhor ensino em Matemática, Astronomia, Química e Botânica.
Durante este período, seu pai perdeu todo o seu dinheiro devido a maus investimentos financeiros e decidiu ir para Montpellier, sendo que sua mãe permaneceu em Paris. Entretanto, devido a desentendimentos entre Coulomb e sua mãe a respeito de sua carreira, cujos interesses incluíam a Matemática e a Astronomia, Coulomb optou por partir para Montpellier com seu pai. Lá, entrou para a Sociedade de Ciências em 1757.
Desejava entrar na “École Génie” em Mézières e, para isso, precisava se preparar muito para os exames. Dessa forma, retornou a Paris em 1758 e foi preparado por Camus, examinador para os cursos de Artilharia. Em fevereiro de 1760, Coulomb entrou na “École Génie” onde viria a se formar engenheiro militar em novembro de 1761.
Passou nove anos (de 1764 a 1772) nas “Índias Ocidentais”, atual América, supervisionando os trabalhos de construção do “Fort Bourbon”, em Martinique (província francesa próxima da Venezuela), onde teve a oportunidade de realizar inúmeros experimentos sobre mecânica de estruturas, atrito em máquinas e elasticidade de materiais. Todavia, o extenso período na província abalou muito a sua saúde o que fez com que, em 1772, regressasse a Paris, onde passou a dedicar-se somente à experimentação científica e a escrever importantes trabalhos a respeito da mecânica aplicada.
Seu primeiro trabalho, “Sur une application des règles, de maximis et minimis à quelque problèmes de statique, relatifs à l’architecture”, contribuiu muito para a utilização de cálculos precisos na área de engenharia.
Em um de seus trabalhos mais famosos, Coulomb trata do equilíbrio de torção. Neste, ele mostra como a torção poder viabilizar medidas de forças muito pequenas com grande precisão e descreve um método que utiliza fibras de diversos materiais, que foi um aperfeiçoamento da balança de torção, utilizada por Cavendish para medir a atração gravitacional.
Em 1779, Coulomb foi enviado a Rochefort para colaborar com o Marquês de Montalembert na construção de uma fortaleza. Esse marquês, assim como Coulomb, possuía grande reputação entre os engenheiros militares. Durante esse período, Coulomb aproveitou para continuar seus estudos e conquistou o grande prêmio na Academia de Ciências em 1781 (já havia conquistado outro em 1777 graças a um trabalho sobre o magnetismo terrestre) devido à sua teoria do atrito nas máquinas simples. Nesse trabalho, Coulomb investigou o atrito estático e dinâmico entre superfícies e desenvolveu uma série de equações estabelecendo a relação entre a força de atrito e variáveis como o força normal, tempo, velocidade, etc. Além do prêmio, Coulomb assumiu um posto permanente na Academia de Ciências não assumindo mais nenhum projeto de engenharia (área onde passou a ser apenas consultor) dedicando-se exclusivamente à Física.
Utilizando a metodologia de medir forças através da torção, Coulomb estabeleceu a relação entre força elétrica, quantidade de carga e distância, enfatizando a semelhança desta com a teoria de Isaac Newton para a gravitação, que estabelece a relação entre a força gravitacional e a quantidade de massa e distância. Além disso, estudou as cargas elétricas pontuais e a distribuição de cargas em superfícies de corpos carregados. Em 1789 teve início a Revolução Francesa, ocasionando muitas modificações nas instituições às quais Coulomb estava ligado. A Academia de Ciências foi dissolvida, dando origem ao “Instituto da França”. Coulomb também se aposentou do Exército passando a realizar suas pesquisas em uma casa ele possuía perto de Blois. Em 1802 assumiu o posto de inspetor geral de Instrução Pública, cargo que ocupou até o final da sua vida. Coulomb morreu em Paris a 23 de agosto de 1806