Exercício de Termodinâmica

1) Qual é a tempratura em que as indicações das escalas Celsius e Fahrenheit assumem valores iguais?

2) Qual a temperatura cuja indicação na escala Fahrenheit supera em 100 unidades a correspondente da escala Celsius?

3) Qualquer indicação na escala absoluta de temperaturas é:
a) sempre inferior ao zero absoluto
b) sempre igual ao zero absoluto
c) nunca superior ao zero absoluto
d) semrpe superior ao zero absoluto
e) sempre negativa

4) Na temperatura de 0 °C, um fio de cobre mede 100,000 m. Seu comprimento passa a ser de 100,068 m quando a temperatura atinge 40 °C. Qual o valor do coeficiente de dilatação linear do cobre?

5) O coeficiente de dilatação linear do alumínio é 2,2.10^-5 °C^-1. Um cubo de alumínio com volume de 5 litros é aquecido de 40 °F até 76 °F. Qual é a variação aproximada do volume desse cubo?

6) Duas barras, uma de aço e outra de zinco, apresentam, respectivamente, comprimentos de 220,4 cm e 220,0 cm a 20 °C. Sabe-se que os coeficientes de dilatação do aço e do zinco são, respectivamente, 12.10^-6 °C^-1 e 27.10^-6 °C^-1. A que temperatura essas barras terão o mesmo comprimento?

Exercícios Elétrica

1) Um pêndulo de comprimento L e massa m = 0,12 kg eletrizado com carga Q é repelido por outra carga igual fixa no ponto A. A figura mostra a posição de equilíbrio do pêndulo. Sendo g = 10 m/s², calcule Q.

2) Três pequenas esferas metálicas A, B e C idênticas estão eletrizadas com cargas + 3q, -2q e +5q, respectivamente. Pede-se determinar a carga de cada uma após um contato simultâneo entre as três.

3) Num campo elétrico, leva-se uma carga puntiforme q = 5.10^-6 C de um ponto A até um ponto B. O trabalho da força elétrica é de -10^-4 J. Qual a ddp entre os pontos A e B?

4) Dois pontos A e B de um campo elétrico têm potenciais iguais a 150 V e 100 V, respectivamente, em relação a um certo ponto de referência. Qual o novo potencial de A, adotando-se B como referencial?

História do Universo

Note que há até Pac-Man's

Determinando o Passado e o Presente do Cosmos

É sabido que o Universo segue a determinadas leis, que são as responsáveis pelo desenvolvimento do mesmo. Essas leis nos mostram, por exemplo, como os planetas apresentam um movimento de rotação e de translação, e de como as estrelas mantém um equilíbrio de pressão interna e externa.
Uma hipótese, que talvez seja correta, é de que o Universo pareça o mesmo em todas as direções a qual o observamos, e é mais ou menos isso o que acontece. Em uma noite com céu limpo, vemos estrelas em todas as direções, logicamente, podemos ver diferentes constelações. Se realmente o Universo é o mesmo em qualquer direção que observamos, isso pode significar que o mesmo evolui constantemente em qualquer região. Isso nos mostra que, se conseguimos determinar o estado atual do Universo, utilizando as leis que o regem, poderemos determinar o estado futuro dele.
Compreendemos, de uma forma razoável, a evolução do cosmos desde milionésimos de segundos após o Big-Bang até os dias atuais. Infelizmente, as equações se perdem no momento zero, no momento da criação. É o que chamamos de singularidade, o que talvez possa ser o limite que Deus colocou para nós.
De qualquer maneira, ainda buscamos uma forma de explicar a origem de tudo. Nossas equações conseguem prever o surgimento de buracos negros, a colisão de galáxias e até mesmo os possíveis finais do cosmos. Talvez, o inicio do nosso Universo não seja assunto para ser debatido pelos cientistas. As pessoas preferem recorrer à religião. Mas é sensato pensar que, se a matemática consegue descrever o estado atual e até mesmo o estado futuro do Universo, ela também pode descrever como ele começou.
Algumas pessoas podem pensar que os físicos sejam muito astutos em tentar explicar como o Universo surgiu. Para essas pessoas, os físicos estão tentando bater de frente com Deus, e pode ser que elas estejam certas. Mas, pode ser também que Deus criou as leis universais, e a partir delas a natureza foi evoluindo. Não haveria razão para Deus permitir a existência dessas leis e muito menos a existência de seres que a estudassem se Ele não as quisesse fazer.
A busca pelas respostas a cerca da vida sempre existiram e sempre existirão. É esse mistério que alimenta cada vez mais a nossa curiosidade, e nos aproxima cada vez mais do conhecimento a cerca de como são os planos do Criador.

Células de Hidrogênio - Uma maneira de ajudar a salvar o planeta

   Vivemos em um mundo que a cada dia da um passo a frente na tecnologia. A tecnologia, por sua vez, propiciará um futuro com maiores acessibilidades para todos (pelo menos, é assim que deverá ser). Um dos grandes passos do homem rumo ao futuro foi a chamada Revolução Industrial. Antes dela, o trabalho era artesanal e manual, as máquinas que se utilizavam eram bem simples. Com a construção de novas máquinas o trabalho deixou de ser um pouco braçal, pois isso sempre existiu. Nos dias de hoje, as máquinas fazem o trabalho pesado, enquanto nós temos de controlá-las, mas quem sabe daqui alguns anos operadores de máquinas não serão mais necessários e estaremos, então, próximos do Julgamento Final (para quem já assistiu o Exterminador do Futuro).

   Quando os primeiros automóveis começaram a circular, o planeta pressentiu que uma mudança iria ocorrer. A mudança ocorreu, tanto no modo de viver como também na poluição que foi aumentando cada vez mais. A economia mundial também mudou, tornando o mundo mais acessível.

   O problema, que todo mundo conhece, é o alto grau de poluentes que os automóveis jogam na atmosfera, por essa razão é preciso uma fonte de energia “verde”, a qual não agrida o meio ambiente. Mas o caminho já está sendo traçado, temos alguns poucos carros movidos a eletricidade, mas um novo projeto está sendo apresentado: automóveis movidos a células de hidrogênio.

   Nos novos automóveis, a propulsão é alimentada por hidrogênio e não mais por petróleo. A nova tecnologia emprega células de hidrogênio, as quais separam os átomos de hidrogênio em prótons e elétrons e acionam os motores com o uso de vapor d’água. Essas células propiciariam automóveis mais seguros, baratos e, claro, mais ecológicos.

   Os motores atuais, os chamados motores de combustão interna, usam combustíveis derivados do petróleo. Porém, eles um dia vão se esgotar. Esses motores têm uma eficiência entre 20% e 25% na conversão do combustível em potência requerida para causar o movimento dos automóveis, potência essa chamada de motriz, sem contar que produzem grandes quantidades de dióxido de carbono (o famoso CO2). As expectativas é que esses motores alcancem uma eficiência maior, beirando os 30%, porém o problema com o ambiente continuaria.

   Os novos automóveis, que utilizam o hidrogênio, serão duas vezes mais eficientes que os atuais e necessitarão apenas da metade da energia do combustível. Outro fator a favor da natureza é que os subprodutos desses automóveis são apenas água e calor. O hidrogênio, por sua vez, poderá ser extraído de diversas fontes de energia, tais como etanol, gás natural e água, podendo no futuro ser extraído de energias renováveis.

   Nos anos 60, o número de pessoas do mundo inteiro que possuíam veículos motorizados não passava dos 4%, mas os tempos mudaram. Nos dias atuais, o número chega próximo a 13% e é provável que em 2020, o total de pessoas com automóveis chegue a 15%. Isso não parece ser muito, mas a verdade é que o número de automóveis pode ultrapassar a casa de um bilhão. Agora, se com um número de 700 milhões de automóveis a situação do meio ambiente já é crítica, imagine com mais de um bilhão.

   Nos próximos anos, os países irão aumentar as vendas de novos automóveis, o desafio aqui é criar veículos mais baratos, mais seguros e que sejam inofensivos ao meio ambiente.

   Os motores com células de hidrogênio ainda precisam superar vários obstáculos, como uma maneira eficaz e segura de armazenar o hidrogênio nos veículos. Uma das maneiras de armazená-lo seria em forma de gás comprimido (também pode ser armazenado em forma líquida ou sólida), o problema é que a alta pressão é preocupante para a segurança dos passageiros. O processo de reabastecimento também deve ser simples e não tomar muito o tempo dos motoristas.

   Porém, se os automóveis com células de hidrogênio começarem a fazer parte do nosso cotidiano, é provável que em menos de duas décadas o mundo inteiro, ou a maior parte, passem a utilizar desse novo meio de transporte, substituindo os antigos postos de gasolina por postos de hidrogênio. Com isso, teremos outras coisas a nos preocupar para salvar o meio ambiente.

Algumas Fórmulas...

Infelizmente (para a maioria) as exatas recorrem a algumas fórmulas (algumas?). O maior problema é decorá-las (e também saber aplicá-las, pois não adianta decorar sem saber a teoria). Mas, aqui vai um aperitivo de algumas das principais fórmulas de Física.

Supercondutores

   A supercondutividade é uma propriedade física nas quais certos materiais, quando submetidos a baixas temperaturas, conduzem corrente elétrica com resistência nula, sem perdas de energia. O problema é manter esses materiais a temperaturas muito baixas, próximo do zero absoluto, por essa razão os cientistas estão tentando criar supercondutores com temperaturas mais elevadas. O recorde atual de temperatura de um supercondutor é de 138 K (o equivalente a – 131°C), na qual foi utilizado um composto cerâmico de mercúrio-cobre. O hélio líquido também é utilizado, porém esse composto é caro e não muito eficiente.

   Os condutores normais transportam elétrons através de uma corrente que percorre um fio metálico, onde são espalhados pelos íons desse fio, colidindo com os mesmos e gerando calor, o que acaba aquecendo o fio (esse é o Efeito Joule). Já nos supercondutores, os elétrons que passam pelo fio formam os chamados Pares de Cooper, no qual se unem em um único estado quântico de energia através de um processo chamado de condensação de Bose-Einstein. Os elétrons ligados movem-se como uma entidade única, um grande mar de elétrons ligados. As colisões com os íons do fio não são suficientes para elevar o estado quântico desses elétrons, e por essa razão não há perdas de energia.

   O uso de supercondutores em indústrias encontra alguns problemas: os sistemas de refrigeração são caros, complicados e ocupam muito espaço.

   Um pequeno aumento na temperatura já resolveria um pouco o problema e iria acarretar em uma evolução das pesquisas com supercondutores. Os cientistas esperam que ímas mais fortes sejam criados para auxiliar em ressonâncias magnéticas; que novos cabos elétricos sejam criados, a fim de não ter mais perdas de energia; trens de levitação comecem a fazer parte do cotidiano (a levitação é possível graças a um processo dos supercondutores chamado de diamagnetismo, no qual eles não permitem campos magnéticos em seu interior o que o faz levitar sobre um ímã), propiciando viagens mais rápidas; novos aceleradores de partículas; poderiam também nos levar ao espaço em viagens que para nós seriam normais e muitos outros inventos que irão dar um novo conceito ao futuro.

                   Diamagnetismo

O Big-Rip

Dr. Quantum: Dupla Fenda

Tamanho das estrelas

Para mostrar como somos pequenos, e ainda assim....