RESUMO REPOSIÇÃO CALCULATE FISICA II

Prévia do material em texto

FACULDADE PARAISO DO CEARÁ
 CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
WALYNGTHOM WATYLA DE OLIVEIRA GONDIM SANTOS
RESUMO CONTEÚDOS FÍSICA II 
Juazeiro do Norte – CE
2019
1- TERMOLOGIA 
É uma área da física responsável por estudar o calor e seus efeitos sobre a matéria. Os estudos da termologia dedicam-se à compreensão das manifestações ligadas ao calor, como o aquecimento ou resfriamento, ou mesmo a mudança de estado físico da matéria, quando ela recebe ou perde calor. 
A determinação da temperatura é feita de maneira indireta, por meio da medida de uma grandeza características do termômetro (grandeza termométrica), que varia com a temperatura. Esta, que pode ser definida de duas maneiras: 
Def 1- Temperatura é a grandeza que nos permite avaliar o grau de agitação atômica­molecular dos sistemas. Maior grau de agitação atômica­molecular = maior temperatura. Menor grau de agitação atômica­molecular = menor temperatura
Def 2- A temperatura é uma grandeza que nos permite dizer se dois ou mais sistemas estão ou não em equilíbrio térmico.
1.1- EQUILÍBRIO TÉRMICO
Dois ou mais sistemas em equilíbrio térmico apresentam a mesma temperatura, sistemas que não estão em equilíbrio térmico apresentam temperaturas diferentes. Por exemplo se dois corpos, A e B estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro corpo, C, então A e B também estão em equilíbrio térmico entre si. Exemplificado na figura a seguir: 
 Figura 1 – Esquema do equilíbrio térmico
1.2- ESCALA TERMOMÉTRICA
É um conjunto de valores numéricos que pode assumir a temperatura. Normalmente as escalas de temperaturas são feitas a partir da escolha de um valor para o ponto de fusão do gelo e de ebulição da água, ou seja, é um conjunto de valores numéricos que pode assumir a temperatura. 
Primeiro ponto fixo: ponto de fusão de gelo à pressão normal (1 atm)g. Segundo ponto fixo: ponto de vapor à pressão constante (1 atm) .
A temperatura é medida, no sistema SI, pela Escala Kelvin. Abaixo está relacionado várias escalas de temperaturas.
 Figura 2 – Escalas de temperaturas
2 – CALORIMETRIA
Calor é um processo de transferência de energia térmica entre sistemas que estão a temperaturas diferentes. Sendo o calor um processo ele não fica armazenado no sistema, isto é, não podemos falar que um dado sistema possui calor. 
Uma boa observação a se fazer é que o calor sempre flui espontaneamente dos corpos de maior temperatura para os de menor temperatura. O fluxo de calor cessa quando ambos atingem o equilíbrio térmico, isto é, a mesma temperatura. 
2.1- CLASSIFICAÇÕES DE CALOR
Calor Latente: produz mudança de estado. Está representado na seguinte fórmula: 
 Q = m . L , onde L = calor latente de mudança de fase;
Calor Sensível: produz variação de temperatura. E está representada na fórmula: 
 Q = m . c . ∆T , onde c = calor específico.
Calor Específico: é uma grandeza física que está relacionada com a quantidade de calor recebida e a sua variação térmica. Representado na fórmula seguinte:
 Figura 3 – Tabela de Calores Específicos
2.2 - MUDANÇAS DE ESTADO
As substâncias podem se apresentar em três estados de agregação: sólido, líquido e gasoso. 
Figura 4 – Transição de Fases
Temos então as mudanças de estado físico: 
Fusão: passagem do estado sólido para o liquido;
Vaporização: passagem do estado liquido para o gasoso.
 - Evaporação: velocidade mais lenta;
 - Ebulição: velocidade média;
 - Calefação: velocidade mais rápida.
Liquefação (Condensação):passagem do estado gasoso para o liquido;
Solidificação: passagem do estado liquido para o sólido;
Sublimação: passagem do estado sólido para o gasoso, e vice-versa.
Outro ponto importante a se levantar é sobre o calor latente de mudança de fase (L), que diz que se calor latente de uma substância, correspondente a uma dada pressão, a quantidade de calor que deve ser fornecida(retirada) à unidade de massa da substância, na temperatura de mudança de fase, para que ocorra mudança de fase, sem variação da temperatura. Podemos perceber isso na expressão: 
Q = m L
2.3 - LEIS DE MUDANÇAS DE ESTADOS
Sob pressão constante, durante a mudança de estado, não variação de temperatura;
Para uma dada pressão, cada substância tem a sua temperatura de mudança de estado (fusão ou ebulição) bem definida;
Variando a pressão, a temperatura de mudança de estado também varia.
2.4 - CURVAS DE AQUECIMENTO OU DE RESFRIAMENTO
Dá-se a variação da temperatura de um corpo em função da quantidade de calor recebida ou cedida pelo corpo.
 Figura 5 – Curva de Aquecimento da Água
3 – TRANSMISSÃO DE CALOR 
Em física, transferência, transmissão ou propagação de calor, algumas vezes citada como propagação ou transferência térmica, é a transição de energia térmica de uma massa mais quente para uma massa mais fria. Noutras palavras, é a troca de energia calorífica entre dois sistemas de temperaturas diferentes [Wikipedia]. Assim sendo, espontaneamente, o calor sempre se propaga das regiões mais quentes para as mais frias, ou seja, sempre de uma temperatura maior para uma menor.
Dois sistemas isolados a temperaturas diferentes irão trocar calor até que suas temperaturas sejam as mesmas (equilíbrio térmico), sendo estas de três formas diferentes: condução, convecção e a radiação.
3.1- CONDUÇÃO
Processo de transmissão de energia de partícula para partícula (átomos, moléculas ou elétrons), por meio da agitação atômico-molecular. No vácuo o calor não pode se propagar por condução.
Figura 6 – Esquema transferência de calor
 
 Figura 7- Representação da condução de calor
A transmissão de calor entre sólidos geralmente é feita por condução.
3.2- CONVECÇÃO
Processo de transmissão de energia por meio do movimento de uma massa fluida (líquida ou gases), em razão da diferença de temperatura entre uma região e outra. Na transmissão de calor por convecção as moléculas mais quentes são movimentadas de um lugar para outro. Sendo a energia térmica levada com elas. Para que haja convecção é necessário que as moléculas tenham mobilidade, isto é, que o meio seja um fluido(líquido ou gás).
Figura 8 – Modelo Convecção Térmica
O processo de transferência de calor por conveção é muito complexo e não existe uma equação simples e geral, para descrevê-lo. 
Outra curiosidade que pode ser explorada é que todos os ventos na atmosfera são correntes convectivas de grandes dimensões.
3.3- RADIAÇÃO (IRRADIAÇÃO) 
A radiação de calor é o processo de transmissão de energia através de ondas eletromagnéticas (ex. luz e ondas de rádio etc). Este tipo de transferência de energia, também pode ocorrer no vácuo, bem como é a único processo de transmissão de calor que opera nesse meio. 
3.4- EQUAÇÃO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
	
	Onde: q = só por metro quadrado fluxo de calor;
 = diferença de temperatura; 
 L = espessura da parede(m);
 q = fluxo de calor; 
 k = constante de proporcionalidade. 
Bem como temos a equação do calor total (Q), expressada na seguinte fórmula: 
Q = q . A
Onde: Q = taxa de transferência de calor;
 A = área transversal da parede.
 
	
4- AÇÃO DA FORÇA PESO 
A força peso (P) é um tipo de força que atua na direção vertical sob a atração da gravitação da Terra. Em outras palavras, é a força que existe sobre todos os corpos, sendo exercida sobre eles por meio do campo gravitacional da Terra e não somente exercida sobre os objetos localizados próximo à sua superfície, mas atuando também a distâncias relativamente longas.
Trata-se do exemplo mais simples de forças de ação à distância.O fato de os objetos caírem sobre a superfície terrestre é a consequência mais perceptível da mesma. Em geral, a força peso é definida pela expressão: 
P = m . g , sendo g = aceleração da gravidade (m/s²)
 m = massa (kg)
Lembre-se que a força é um vetor e, por isso, é indicado por uma seta acima da letra. Os vetores possuem módulo (intensidade da força exercida), direção (reta ao longo da qual ela atua) e sentido (o lado da reta no qual a força foi exercida).
Na gravidade padrão, ou seja, num local onde a aceleração gravitacional é de 9,8 m/s2, um quilograma força (1kgf) é o peso de um corpo de um quilograma de massa.
4.1 - ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL
Estamos todos submetidos a uma força da gravidade e essa força é praticamente constante quando se está próximo à superfície do planeta. Energia potencial gravitacional é a energia que o corpo possui devido a atração gravitacional da Terra. Desta forma, a energia potencial gravitacional depende da posição do corpo em relação a um nível de referência. 
Uma curiosidade pode ser levantada quando se trata da energia potencial gravitacional, que ao contrário do que muitos pensam, que apenas os corpos são atraídos pela Terra, a Terra também pode ser atraída por eles, visto que todos os corpos no universo possuem campo gravitacional. Mas a Terra nem sequer sente este campo gravitacional dos corpos que estão nela, pois quanto menor a massa do corpo, menor o campo, e quanto maior a massa, maior o campo. 
A energia potencial gravitacional se deve a este campo gravitacional. Como há uma força de atração, ao afastarmos um objeto da superfície terrestre, a tendência é de que o corpo seja atraído de volta para a superfície. É necessário uma força externa para separar o objeto da superfície, esta força gera uma energia potencial, a qual será transformada totalmente em trabalho ao final da queda livre, pela conservação de energia. Esta que pode ser calculada pela expressão: 
Epg = m ⋅ g⋅ h , onde g = o valor da aceleração da gravidade local (m/s²);
 h = o valor da distância do corpo em relação a um nível de 
 referência (m). 
Figura 6 – Esquema de Variação da Energia Potencial Gravitacional
5 – CENTRÓIDE 
 
Na geometria, o centroide é o ponto associado a uma forma geométrica também conhecida como centro geométrico [Wikipedia]. Caso a forma geométrica represente uma seção homogênea de um corpo, então o centroide coincide com o centro de massa. Nos casos em que não só o corpo é homogêneo mas também está submetido a um campo gravitacional constante, então esse ponto coincide com o centro de gravidade.
Em outras palavras, o centro de massa é uma posição definida relativa a um objeto ou sistema de objetos. É a posição média de todas as partes do sistema, ponderada de acordo com a massa de cada objeto.
Para objetos rígidos simples com densidade uniforme, o centro de massa está localizado na centroide. Por exemplo, o centro de massa de um disco uniforme está em seu centro. Algumas vezes o centro de massa não cai em lugar algum do objeto
 
 
 Figura 7 – Centróides de figuras
Para determinar o centro de massa de alguma figura, deve-se utilizar as seguintes expressões: 
 
sendo: = posição final em x da união de todas as partículas;
 = posição final em y da união de todas as partículas;
 m = massa de cada partícula individual;
 x1 e y1 = posição x e y de cada partícula individual.
REFERENCIAL TEÓRICO
BLOG AZEHEB, Termologia. Disponível em: <https://azeheb.com.br/blog/o-que-e-termologia/>. Acesso em: 09 de abril de 2019
EBAH, Tabela centroides e áreas. Disponível em: <https://www.ebah.com.br/content/ABAAAA8aYAC/tabela-centroide-areas>. Acesso em: 10 de abril de 2019
KHAN ACADEMY, O que é centro de massa?. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/physics/linear-momentum/center-of-mass/a/what-is-center-of-mass>. Acesso em: 10 de abril de 2019
MUNDO EDUCAÇÃO, Trabalho força peso. Disponível em: <https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/forca-peso.htm>. Acesso em: 09 de abril de 2019
MUNDO EDUCAÇÃO, Cálculo do trabalho da força peso. Disponível em: <https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/calculo-trabalho-forca-peso.htm>. Acesso em: 09 de abril de 2019
SCRIBD, Ação da força peso. Disponível em: <https://pt.scribd.com/search?content_type=tops&page=1&query=a%C3%A7%C3%A3o%20da%20for%C3%A7a%20peso%20&language=13>. Acesso em: 09 de abril de 2019
TODA MATÉRIA, Propagação de Calor. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/propagacao-de-calor/>. Acesso em: 10 de abril de 2019
WIKIPEDIA, Calorimetria. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Calorimetria>. Acesso em: 10 de abril de 2019