Ondas

O que é uma ONDA?

• É uma perturbação
• Há transferência de energia do ponto que sofreu a perturbação para outro ponto

                  

                     Classificação das ONDAS:

                    - Mecânicas - necessitam de um meio material para se propagarem;

                                           ex: ondas sonoras, ondas na água, ondas sísmica...

                    - Electromagnéticas - não precisam de um meio para se propagarem;

                                                          ex: ondas luminosas...

                    - Longitudinais - a direcção da perturbação coincide com a direcção da propagação da onda;

                                              ex: onda sonora...

                    - Transversais - a direcção da perturbação e da propagação é perpendicular.

                                                ex: onda luminosa...

Representação Gráfica de uma ONDA 

Figura 1

      Legenda (Figura 1):

• A - amplitude (m);
• (lambeda) - comprimento da onda (m);
• T - período - tempo que a onda demora a percorrer um ciclo (m/s);
• f - frequência - número de ciclos que ocorrem numa unidade de tempo - um segundo (s^-1 ou Hz). 

Como é que se produzem as ONDAS?

As ONDAS produzem-se através da vibração dos corpos.

                    

Como se transfere energia sob a forma de calor?

Há três processos:

• nos sólidos - condução térmica - a energia é transferida partícula a partícula, não há deslocamento (transporte) de matéria - há bons e maus condutores térmicos: exemplo de um bom condutor térmico (é mais fácil e rápida a transferência de calor): metal; exemplos de maus condutores térmicos (é difícil a transferência de calor): madeira, borracha;
• nos líquidos e gases - convecção térmica - através de correntes de convecção (apresentação 1). Há transferência de energia com deslocamento de energia (transporte) de matéria.

Apresentação 1

• radiação - não é necessário nenhum meio natural, e à transferência de calor através de ondas electromagnéticas. 

Actividade Experimental - "TEMPERATURA / CALOR"

O QUE ACONTECE QUANDO SE COLOCAM EM CONTACTO CORPOS A DIFERENTES TEMPERATURAS?


Material:

• 2 Termómetros;
• Gobelé pequeno com 100mL de água aquecida (67ºC);
• Gobelé grande com 100mL de água à temperatura ambiente (19ºC);
• 1 Cronómetro.

Procedimento:

1. Mede-se a temperatura inicial da água de ambos os gobelés;
2. Coloca-se o gobelé mais pequeno dentro do gobelé maior;
3.  Regista-se a temperatura de ambos os gobelés de minuto a minuto.

Lista de Observações (Gobelé Pequeno/gobelé Grande):

• 1 minuto - 56ºC/24ºC;
• 2 minutos - 46ºC/32ºC;
• 3 minutos - 45ºC/35ºC;
• 4 minutos - 43,5ºC/38ºC;
• 5 minutos - 42,5ºC/38ºC;
• 6 minutos - 41ºC/37ºC;
• 7 minutos - 40ºC/37,5ºC;
• 8 minutos - 39,5ºC/37ºC;
• 9 minutos - 39ºC/37ºC;
• 10 minutos - 38,5ºC/37ºC;
• 11 minutos - 38ºC/37,5ºC;
• 12 minutos - 37,5ºC/36ºC;
• 13 minutos - 37ºC/36ºC;
• 14 minutos - 37ºC/35ºC;
• 15 minutos - 36,5ºC/35ºC;
• 16 minutos - 36ºC/35ºC;
• 17 minutos - 35,5ºC/35ºC;
• 18 minutos - 35,5ºC/34,5ºC;
• 19 minutos - 35ºC/34ºC;
• 20 minutos - 35ºC/34ºC;
• 21 minutos - 34,5ºC/33,5ºC;
• 22 minutos - 34ºC/33ºC;
• 23 minutos - 33,5ºC/33ºC;
• 24 minutos - 33,5ºC/33ºC;
• 25 minutos - 33ºC/33ºC - EQUILIBRIO TÉRMICO.

Conclusão:

A temperatura da água do gobelé pequeno (água aquecida) desceu, e a temperatura água do gobelé grande (água à temperatura ambiente) aumentou até se dar o equilíbrio térmico - ambas as temperaturas são iguais.

Nesta experiência: 

• a fonte: gobelé com água aquecida;
• o receptor: gobelé com água à temperatura ambiente;

Distinção de Calor e Temperatura:

• Calor- é a transferência de energia térmica entre dois corpos em contacto a diferentes temperaturas - do corpo mais quente para o mais frio;
• Temperatura - é uma grandeza física que se relaciona com o grau de agitação dos corpúsculos e com a energia cinética média dos corpúsculos.  

Energia

O que é?:

• É uma grandeza física, não vectorial;
• Não é uma substância;
• Não é uma força;
• Manifesta-se sob diferentes formas:

- energia sonora;

- energia luminosa (luz visível);

- energia potencial química;

- energia mecânica;

- energia eléctrica,

- energia radiante;

- energia térmica.

• Transforma-se;
• Existem várias fontes de energia:

- renováveis: Sol,
vento, água, biomassa;

- não renováveis: combustíveis fosseis, combustíveis nucleares.

As duas formas fundamentais da Energia:

• Energia Cinética (E_c= 1/2m.v²): energia associada ao movimento;
• Energia Potencial (existem vários tipos: Energia Potencial Gravítica (E_pg= m.g.h), Energia Potencial Química, Energia Potencial Elástica): energia que se encontra armazenada e pode vir a ser utilizada.

Nome:	Representação:
Energia Total	Et
Energia Potencial Gravítica	Epg
Energia Cinética	Ec

E_t=E_pg+ E_c ---> Princípio da Conservação da Energia: a energia é constante, num sistema físico.

   Exemplo: 
       -No caso da lámpada eléctrica:

•  A Energia Eléctrica tem como objectivo a transformação em Energia Luminosa (energia útil: energia utilizada para o fim a que se destina);
• A Energia Eléctrica é também transformada em Energia Térmica (energia secundária que não é produzida para o fim a que se destina: energia dissipada).

          

Energia Dissipada + Energia Útil = Energia Fornecida

Corpúsculos

Teoria cinético-corpuscular: toda a matéria é constituída por corpúsculos. A matéria é descontinua: existem espaços vazios entre os corpúsculos.
Os corpúsculos encontram-se em constante movimento. Aumentando a temperatura, a rapidez dos movimentos dos corpúsculos aumenta. 




        aumentando a
          temperatura 
sólido ---> líquido   a agitação dos corpúsculos aumenta, os espaços vazios aumentam, forças de coesão são mais fracas e a organização diminui
       

Iões

Composto iónico: são substâncias constituídas por iões positivos (catiões) e por iões negativos (aniões).
O que são iões?: são partículas com carga eléctrica, formadas de átomos (ou conjunto de átomos) que receberam ou perderam electrões.


Átomo de Cloro:
Cl + 1e^- ião cloreto: ião negativo ou anião


e^-: electrão (partícula negativa) 

O composto iónico sólido é sempre neutro.


Existem regras para a representação Simbólica dos Iões:

• Para um ião positivo (Catião) coloca-se como “expoente” no símbolo do elemento o sinal “+”.

• Para um ião negativo (Anião) coloca-se como “expoente” no símbolo do elemento o sinal “-“.

• Se o ião tiver mais do que uma carga positiva ou negativa, coloca-se no expoente, antes do sinalo número de cargas.

• Os iões também podem ser formados por mais do que um átomo de elementos diferentes, iões poliatómicos.

Existem também regras de escrita das fórmulas químicas dos iões, elas são:

• Na fórmula química do composto iónico escreve-se primeiro o símbolo do ião positivo e depois o símbolo do ião negativo;
•  Na leitura do nome do composto iónico, lê-se primeiro o nome do ião negativo e depois o nome do ião positivo;
•  O número de cargas positivas é igual ao número de cargas negativas.

Lei de Lavoisier

Frase da Lei de Lavoisier: "Na Natureza nada se perde, nada se ganha, tudo se transforma"


Seguindo esta frase percebemos que numa reacção química o massa total dos reagentes e igual à massa total dos produtos de reacção,  nalguns casos tendo que recorrer a um acerto das equações químicas. Este acerto é feito acrescentando o número que pretendemos multiplicar pelo número de átomos que queremos acertar (ao seja coloca-se o número atrás da fórmula química. NOTA: O número influência toda a fórmula química).


Exemplo: 
                                 metano (g) + oxigénio (g) --> dióxido de carbono (g) + água (g)
Equação química: CH₄ (g) + O₂ (g) ---> CO₂ (g) + H₂O (g)
       Nº de átomos: 1C/4H       2O             1C/2O      2H/1O
Nº Total de átomos:      1C/4H/2O                 1C/3O/2H
Equação acertada:  CH₄ (g) + 2O₂ (g) ---> CO₂ (g) + 2H₂O (g)
       Nº de átomos:  1C/4H        4 2O            1C/2O       4 2H/2 1O