Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Física Aplicada Apresentação Professor: Guilherme Bandeira 2°/2017 Apresentação da disciplina • Apresentação da disciplina • Conteúdo da matéria • Aulas práticas • Avaliação • Faltas • Instalações da universidade • Lembretes Apresentação da disciplina OBJETIVOS GERAIS • Fornecer os conceitos físicos introdutórios para auxílio das demais disciplinas correlatas além de preparar o aluno para avaliar e discutir os conceitos físicos relacionados aos métodos de análise e processos industriais e laboratoriais relacionados à área químico-farmacêutica. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Ao término do curso, o aluno deverá ser capaz de: – Compreender e trabalhar com múltiplos e submúltiplos do sistema internacional além de efetuar conversões de unidades entre os diferentes sistemas métricos existentes. – Efetuar medições e ser capaz de avaliar precisão e exatidão em situações cotidianas dos diferentes setores de atuação farmacêutica. – Compreender, identificar e trabalhar com os principais conceitos físicos aplicados à área farmacêutica (pressão, densidade, empuxo, viscosidade, transmissão de calor, calor específico e tensão superficial). – Compreender os conceitos relacionados ao emprego de radiações na área farmacêutica, bem como, a necessidade do desenvolvimento de procedimentos e cálculos necessários à proteção radiológica. Apresentação da disciplina • Apresentação da matéria • Conteúdo da matéria • Aulas práticas • Avaliação • Faltas • Instalações da universidade • Lembretes Apresentação da disciplina • Conteúdo da matéria – Energia e Transmissão de calor – Densidade de Fluidos – Tensão Superficial de Fluidos – Pressão Hidrostática e Empuxo – Pressão de Vapor e Propriedades Coligativas – Viscosidade – Medição de parâmetros – Radiações Apresentação da disciplina • Apresentação da matéria • Conteúdo da matéria • Aulas práticas • Avaliação • Faltas • Instalações da universidade • Lembretes Apresentação da disciplina • Aulas práticas - Atividades realizadas no bloco H - Formação de grupos - Utilização de EPIs (Óculos de proteção, jaleco, luvas, calça e sapato fechado) - Ler roteiro e comparecer pontualmente Apresentação da disciplina • Apresentação da matéria • Conteúdo da matéria • Aulas práticas • Avaliação • Faltas • Instalações da universidade • Lembretes Apresentação da disciplina • Avaliação • NP1 e NP2 • Sub • Exame • Numero e tipo de questões Apresentação da disciplina • Apresentação da matéria • Conteúdo da matéria • Aulas práticas • Avaliação • Faltas • Instalações da universidade • Lembretes Apresentação da disciplina • Apresentação da matéria • Conteúdo da matéria • Aulas práticas • Avaliação • Faltas • Instalações da universidade • Lembretes Apresentação da disciplina • Apresentação da matéria • Conteúdo da matéria • Aulas práticas • Avaliação • Faltas • Instalações da universidade • Lembretes Apresentação da disciplina • Lembretes - Estudem e tirem dúvidas - Adquiram uma calculadora - Seleção do representante - Email da turma Física Aplicada: Aula – 1 Energia e Transmissão de calor Professor: Guilherme Bandeira 2°/2017 Objetivos - Compreender a definição de calor e temperatura - Conhecer os conceitos de capacidade calorífica, calor sensível e latente - Entender a absorção de calor em relação ao aumento da temperatura das substâncias e durante a mudança de fase. Conceitos • Temperatura: - Mede a energia cinética média das partículas • Calor: - Uma forma de energia que é transferida de um objeto mais quente para um objeto mais frio - Calor é a energia em trânsito - Pode gerar um aumento da energia potencial ou energia cinética do sistema Conceitos • Calor: - O calor pode ser absorvido ou liberado em reações, transformações ou processos físico-químicos - São radiações de infravermelho - Promove o estiramento das ligações entre os átomos - Concede energia cinética para as moléculas - Os mamíferos emitem constantemente calor na forma de infravermelho Unidades • Temperatura - Usualmente utilizada °C - Sistema Internacional K - Conversão: Tk = T°C + 273 Unidades • Calor - Usualmente utilizada calorias (cal) Uma caloria equivale à quantidade de calor suficiente para elevar 1 °C de 1 g de água - Sistema Internacional Joule (J) (J = N m) - Conversão: 1 cal = 4,184 J Condutividade do calor • Cada substância interage de forma diferente com o calor • Substâncias isolantes: Ar, borracha • Substâncias condutoras: Metais, água Medida de calor • Capacidade Calorífica (C) - É a razão entre o calor fornecido e o aumento de temperatura que ele provoca 𝐶 = 𝑞 ∆𝑇 - C = Capacidade Calorífica ( J/K) - q = quantidade de calor (J) DT = variação de temperatura Medida de calor • Considerando 𝑞 = 𝐶∆𝑇 • É possível observar a quantidade de calor absorvida por um material mediante sua variação de temperatura • A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva Quanto maior a amostra, maior a quantidade de calor necessária Medida de calor • Capacidade calorífica específica ( Cs) 𝐶𝑆 = 𝐶 𝑚 (J/ K g) • Capacidade calorífica molar( Cm) 𝐶𝑚 = 𝐶 𝑛 (J/ K mol) - Onde: m = massa ; n = número de mol * Ambos são propriedades intensivas, ou seja, inerentes aos materiais e independem da quantidade do mesmo Medidas de calor • Exemplo de Calores específicos Medidas de calor • Calor sensível - É a quantidade de calor suficiente para elevar a temperatura de uma certa massa de um determinado composto 𝑞 = 𝑚 𝐶𝑆∆𝑇 • q = quantidade de calor (J) (cal) • m = massa (kg) ou (g) • Cs = capacidade calorífica ou calor sensível (J/ Kg K) ou (cal/g °C) • T = temperatura (K) ou (°C) Medidas de calor • Calor latente - É a quantidade de calor suficiente para realizar uma mudança de fase ( ex: sólido-líquido-gasoso) de um determinado composto 𝑞 = 𝑚 𝐿 • q = quantidade de calor (J) (cal) • m = massa (kg) ou (g) • L = calor latente (J/ Kg) ou (cal/g) * O calor latente (L) é medido experimentalmente *Nesta etapa a temperatura não varia Medidas de calor • Calor latente da água - Calor latente de fusão da água Lf = 333 J/g - Calor latente de ebulição da água Lv = 2256 J/g Mudança de fases Curva de aquecimento Curva de resfriamento Curva de aquecimento Como se mede a temperatura? • Utilizando um termômetro Como se mede a temperatura? • Utilizando um termopar Como se mede o calor? • Utilizando um calorímetro Exercícios 1) Calcule a quantidade de calor fornecido para elevar a temperatura de 100 g de água de -40 °C para 120 °C. Dados: Css = 2,03 J/ °C g Csl = 4,184 J/ °C g Csv = 2,01 J/ °C g Lf = 333 J/g Lv = 2256 J/g Exercícios 2) Transforme o resultado da questão 1 em calorias. Dados: 1 cal = 4,184 J 3) Qual a quantidade calor que deve ser fornecido para elevar a temperatura de 20 °C para 100 °C de umbloco de cobre com massa de 30 g? Dados: Cscobre = 0,092 cal/ °C g Exercícios 4) Utilizando a quantidade de calor obtida na questão 3, responda qual a variação que essa quantidade de calor provocaria em uma mesma massa de água líquida? Dados: Ti = 20 °C ; Cságua = 1 cal/ °C g 5) Uma amostra de barrinha de cereal de 1,5 g foi colocado em um calorímetro com 100 g de água. Sabendo que após a análise a temperatura da água variou 54 °C, responda: qual a quantidade de calorias contida em uma barrinha de 25 g? Dados: Cságua = 1 cal/ °C g Exercícios 6) Um novo material para embalagem foi submetido a teste de transferência de calor para determinar sua capacidade calorífica (C) tendo sua temperatura aumentada (ΔT) em 8°C ao receber a quantidade de calor (Q) equivalente a 3500 cal. Após definir a capacidade calorífica deste material, o mesmo foi submetido a um processo térmico de esterilização onde a temperatura variou de 35°C para 105°C. Tendo em vista que a capacidade calorífica (C) calculada no primeiro teste citado é uma característica constante para este novo material, determine qual foi a quantidade de calor (Q) trocado durante o processo de esterilização? Exercícios 7) Uma fundição deverá construir um reator de alumínio e para isso será necessário fundir cerca de 2000g deste material na temperatura (PF) de 660°C. Determine a quantidade de calor (Q) necessária para que se efetue tal fusão estando o material, inicialmente, a 100°C. Dado: calumínio= 0,22 cal/g.C e Lalumínio = 127 cal/g. 8) Dentro de um calorímetro foram colocados em contato dois corpos, A e B, cujas temperaturas iniciais eram TA = 20°C e TB = 85°C. Calcule o calor específico do corpo B sabendo que a temperatura de equilíbrio para este sistema foi de 75°C e que as massas de A e B eram, respectivamente, 120g e 210g. Dado: cA = 0,800 cal/g.°C. Exercícios 9) Ácido acético e bromo, sob pressão de 1atm, estão em recipientes imersos em banhos na temperatura de 40°C. Nessas condições, qual é o estado físico predominante de cada uma dessas substâncias? 10) À pressão ambiente, o iodo (I2) tem pontos de fusão e de ebulição superiores a 100°C. Um estudante colocou iodo sólido em um frasco limpo, que foi hermeticamente fechado. O frasco ficou em absoluto repouso à temperatura ambiente de 30°C. Após algum tempo, notou-se a formação de vapor de iodo (violeta) na tampa do frasco. Qual o nome deste fenômeno?
Compartilhar