10º - Resumos de Físico-Química A

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Química  
Átom�  
O átomo é a partícula mais pequena que constitui toda a matéria , sendo que segundo o modelo 
atual, o modelo da nuvem eletrónica , esta partícula está dividida em duas partes: 
 - Núcleo : tem protões (carga +) e neutrões (carga nula), e onde se concentra a massa do átomo. 
 - Nuvem eletrónica : contém eletrões (carga -), responsável pelo tamanho do átomo. 
Os átomos são eletricamente neutros (nº de eletrões = nº de protões). 
Cada elemento químico caracteriza-se pelo seu número atómico (nº de protões). 
Isótopos : átomos que têm o mesmo número atómico, mas diferente número de massa, por terem 
diferente número de neutrões. Quanto mais neutrões o isótopo tiver, mais instável/radioativo é. 
 
* Prótio, deutério e trítio são os nomes dos isótopos do hidrogénio. Para os restantes elementos químicos, designamos 
os isótopos por Carbono-13, por exemplo. 
* Uma molécula é um conjunto de mais de 2 ou mais átomos de iguais ou diferentes elementos químicos. 
* Nº de neutrões = A - Z 
 
 
Iõe� 
Os iões surgem quando um átomo ou uma molécula perde ou ganha eletrões (os átomos não 
podem perder nem protões nem neutrões), adquirindo carga elétrica positiva ou negativa. 
● Anião : é um ião negativo, em que o átomo ganha eletrões, tendo uma carga elétrica negativa. 
● Catião : é um ião positivo, em que o átomo perde eletrões, tendo uma carga elétrica positiva. 
● Composto iónico : é um conjunto de 2 ou mais iões que se juntam, formando uma partícula 
eletricamente neutra, onde há igual quantidade de cargas elétricas- ex: Ca(PO 4 ) 2 = Ca 2+ + 2 PO 4 -  
 
1 
Catiões Aniões 
Al 3+ ião alumínio Fe 3+ ião ferro (III) CH 3 COO - ião acetato I - ião iodeto 
NH 4 + ião amónio H + ião hidrogénio Br - ião brometo NO 3 - ião nitrato 
Ba 2+ ião bário Li + ião lítio CO 3 2- ião carbonato NO 2 - ião nitrito 
Ca 2+ ião cálcio Mg 2+ ião magnésio CN - ião cianeto O 2- ião óxido 
Pb 2+ ião chumbo K + ião potássio Cl - ião cloreto SO 4 2- ião sulfato 
Cu + ião cobre (I) Ag + ião prata F - ião fluoreto SO 3 2- ião sulfito 
Cu 2+ ião cobre (II) Na + ião sódio PO 4 3- ião fosfato S 2- ião sulfureto 
Fe 2+ ião ferro (II) Zn 2+ ião zinco OH - ião hidróxido 
Mass� relativ� 
● Massa atómica relativa, Ar : Nº de vezes que um a massa de um átomo é maior do que a massa 
padrão, isto é, 1/12 da massa do carbono-12. 
● Massa atómica relativa média, Ar : 
Massa ponderada dos isótopos de um 
átomo, tendo em consideração as suas 
abundâncias na natureza. 
● Massa molecular relativa, Mr : Nº de vezes que a massa de uma molécula é maior que a massa 
padrão, sendo calculada através da soma das massas atómicas relativas dos seus átomos 
constituintes. 
* Nenhum dos conceitos anteriores apresenta unidades de medida. 
 
 
Quantidad� químic� / quantidad� d� matéri� / quantidad� d� su�tânci� 
A quantidade química (n) exprime-se em moles (mol) e corresponde à quantidade de uma 
substância em 6,022 x 10 23 entidades ( Constante de Avogadro , N A ). 
N = n x N A , em que N: número de partículas 
 
 
Mass� molar 
A massa molar (M) corresponde à massa de 1 mol , e exprime-se por g/mol , sendo que o valor da 
massa molar é igual ao da massa atómica relativa ou da massa molecular relativa da substância em 
estudo. 
M = g/mol , em que m: massa da amostra em estudo n
m 
 
 
Fraçã� molar 
A fração molar corresponde à quantidade relativa de uma substância face a uma mistura da 
qual faz parte, sendo que a soma das frações molares das substâncias de uma mistura é igual a 1. 
X A = = nAnA + nB
nA
nT otal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
Radiaçã� / L�z / Energi�  
A luz propaga-se pelo espaço através de ondas eletromagnéticas , caracterizadas pela frequência, 
período e comprimento de onda: 
 - Frequência (f / ν) : Nº de oscilações por unidade de tempo, medido em hertz (Hz). 
 - Período (T) : Tempo de uma oscilação, medido em segundos (s). 
 - Comprimento de onda (λ) : Distância percorrida numa oscilação, medido em metros (m). 
f = 1T Hz / T = s / f
1 𝛌 = m , em que c: velocidade da luz no vácuo (3x10 8 m/s) c�� 
A menor porção de luz emitida ou absorvida por um átomo designa-se por fotão, sendo que a 
energia do fotão (medida em Joules, J) é diretamente proporcional à frequência da luz: 
E = n × h × 𝜈 ou E = n × h × , em que h: constante de Planck (6,6x10 -34 m/s) c�� 
 
 
Espetr�  
O conjunto de todas as 
radiações de diferentes 
energias designa-se de 
espetro eletromagnético , 
no qual a energia e a 
frequência aumentam e o 
comprimento de onda 
diminui, da esquerda para a 
direita. 
● Espetro de emissão contínuo : Espetro em que um corpo (lâmpadas de incandescência, corpos 
incandescentes (ao rubro) e lâmpadas de halogéneo) imite todas as formas de luz. 
● Espetro de emissão descontínuo : Espetro em que um corpo (lâmpadas fluorescentes, teste da 
chama, tubos de pluecker, néons publicitários e fogo de artifício) imite algumas formas de luz, 
apresentando um espetro de fundo preto com riscas de cor. 
● Espetro de absorção : Espetro em que um corpo (Sol e outras estrelas) absorve radiações 
emitidas por outros corpos, apresentando um espetro de fundo colorido com riscas pretas. 
* A espetroscopia atómica é a técnica que usa os espetros na análise da matéria. 
 
 
Model� atómic� d� Bohr  
Segundo o modelo atómico de Bohr, os eletrões da nuvem eletrónica movem-se em órbitas 
circulares bem definidas em volta do núcleo, às quais corresponde um dado nível de energia 
( energia quantizada ). 
● Excitação : Um eletrão passa para um nível mais 
elevado através de absorção de energia. Este processo 
pode acontecer por aquecimento (colisão entre duas 
partículas), descargas elétricas (colisão com eletrões) 
ou radiação (absorção de fotões). 
● Desexcitação : Um eletrão passa para um nível mais 
baixo através de libertação/emissão de energia. 
3 
As riscas que aparecem no espetro atómico (espetro de emissão de energias bem definidas de um 
átomo de um elemento químico) agrupam-se em séries espetrais : 
 
* Numa substânciaelementar, as riscas dos espetros de emissão e de absorção coincidem, porque os eletrões excitados 
têm tendência a regressar ao estado fundamental (nível mais baixo de energia.) 
 
 
Transiçõe� eletrónica�  
Quanto menor for o nível de energia em que o eletrão se encontra, mais negativa é a sua energia. 
Para um eletrão transitar para um outro nível energético é necessário que este receba ou liberte o 
valor exatamente igual à diferença de energia dos níveis da transição. 
ΔE = E nível final - E nível inicial Joules (J) 
 - ΔE > 0 , então há absorção de energia 
 - ΔE < 0 , então há emissão de energia 
A energia fornecida a um átomo que remove um dos seus eletrões de valência do controlo do 
núcleo, isto é, o eletrão atinge o nível ∞ dá-se o nome de energia de ionização: 
E ionização = E ∞ - E nível do eletrão - X (g) ⟶ X + (g) + e - 
A energia fornecida a um átomo que remove um dos seus eletrões do controlo do núcleo e 
permite-lhe movimentar-se no espaço por energia cinética designa-se de energia de remoção: 
E fotão = E remoção + E cinética 
 
Espetroscopia fotoelétrica : Técnica utilizada 
para determinar as energias dos eletrões, 
sabendo as energias de remoção dos eletrões. 
átomos de elementos químicos diferentes têm 
valores diferentes de energia dos eletrões. 
 
 
 
Model� quântic� / Model� d� n�e� eletrónic�  
● Orbitais : São zonas em torno do núcleo onde os 
eletrões (com uma certa energia) se movimentam 
com maior probabilidade, sendo que esta é maior 
quanto menor a distância ao núcleo, isto porque 
são atraídos pelo núcleo. 
4 
● Eletrão de valência : Eletrão que ocupa o último nível de energia. 
● Nível de valência : Último nível de energia ocupado por eletrões no estado fundamental. 
● Eletrão do cerne : Eletrão que se encontra dentro da região do cerne do átomo. 
● Cerne do átomo : Espaço entre o nível de valência e o nível mais baixo preenchido. 
● Spin : Propriedade intrínseca dos eletrões com apenas dois estados - spin ⲁ e spin β 
No modelo da nuvem eletrónica assume-se que cada nível de energia/orbital tem um limite de 
eletrões definido por 2n 2 («n» é o nível de energia), sendo que cada nível tende a estabilizar com 
apenas 8 eletrões. 
 
 
Configuraçã� eletrónic�  
A configuração eletrónica de um átomo consiste na distribuição dos eletrões pelas diferentes 
orbitais atómicas , no entanto a configuração eletrónica deve respeitar algumas regras: 
● Princípio de Exclusão de Pauli : Cada 
orbital só comporta, no máximo, dois 
eletrões com diferentes valores de spin. 
● Princípio da Construção / Princípio da 
Energia Mínima : Os eletrões ocupam 
preferencialmente as orbitais de menor 
energia. 
● Regra de Hund : Em orbitais com a 
mesma energia (orbitais degeneradas) os 
eletrões são distribuídos de modo a que o 
número de eletrões desemparelhados seja 
máximo. 
A configuração eletrónica dos elementos químicos pode ter diferentes representações : 
 20 Ca - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 (forma condensada) 
 20 Ca - 1s 2 2s 2 2p x 2 2p y 2 2p z 2 3s 2 3p x 2 3p y 2 3p z 2 4s 2 (forma não condensada) 
 20 Ca - [Ar] 4s 2 (simplificação com base no gás nobre mais próximo) 
 
 
 ← 6 C → 
 
 
 
Ordem de preenchimento das orbitais : 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → … 
* Também é possível representar átomos no estado excitado, por exemplo, 6 C - 1s 2 2s 1 2p 3 
* Partículas com igual configuração eletrónica designam-se por partículas isoelétricas . 
 
 
 
5 
Evoluçã� históric� d� Tabel� Periódic�  
Em 1829, Johann Döbereiner propôs uma Tabela Periódica segundo a lei das tríades (grupos de 3 
elementos com propriedades semelhantes). Posteriormente, John Newlands sugeriu em 1865 que a 
Tabela Periódica fosse organizada pela lei das oitavas (organização dos elementos em grupos de 
oito por ordem crescente da massa atómica relativa). Perto da original, em 1869, Dmitri Mendeleev 
propôs a 1ª Tabela Periódica organizada por ordem crescente do número atómico e pelas 
propriedades químicas dos elementos, assim como previu a existência de elementos desconhecidos. 
Já em 1913, Henry Moseley publicou a Tabela Periódica atual . 
 
 
Organ�açã� d� Tabel� Periódic�   
● Ordem crescente do número atómico (Z). 
● 18 Grupos : Linhas verticais em que os elementos têm igual número de eletrões de valência, 
no entanto os grupos de 3 a 12 não são considerados nesta classificação. 
● 7 Períodos : Linhas horizontais em que os elementos apresentam igual nível de valência. 
● 4 Blocos : Partes da tabela em que os elementos têm igual orbital de valência. 
● Elementos representativos : Blocos s e p. 
● Elementos de representação : Blocos d e f. 
● Metais : 80% dos elementos ; boa condutividade ; facilidade em formar catiões. 
● Semimetais : Boro, silício, germânio, arsénio, antimónio, telúrio e polónio. 
● Não metais : Restantes elementos ; facilidade em formar aniões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* 6 C - 1s 2 2s 1 2p 3 : O carbono pertence ao grupo 13, ao período 2 e ao bloco p da Tabela Periódica, por exemplo. 
 
 
Propriedade� periódica�  
Na Tabela Periódica, há propriedades que se repetem segundo padrão devido a alguns fatores: 
● Número de níveis de energia : Quanto mais níveis de energia preenchidos, menor é a atração 
entre o núcleo e a nuvem eletrónica, maior é a eletrónica eletrónica. 
● Carga nuclear : Quanto maior é a carga nuclear, maior é a atração entre o núcleo e a nuvem 
eletrónica, menor é a nuvem eletrónica. 
● Número de eletrões/Repulsão eletrónica : Quantos mais eletrões, maior é a repulsão entre 
eletrões, maior é a nuvem eletrónica. 
 
6 
Rai� atómic�  
O raio atómico corresponde à distância média entre o centro do núcleo e os eletrões de valência. 
O raio atómico aumenta ao longo do grupo , devido ao aumento dos níveis de energia. 
O raio atómico diminui ao longo do período , devido ao aumento da carga nuclear. 
Podemos, ainda, considerar situações especiais: 
● Catião: O raio atómico diminui, pois para a mesma carga nuclear, há menos eletrões, ou seja, 
menos repulsões, logo uma menor nuvem eletrónica. 
● Anião:O raio atómico aumenta, pois para a mesma carga nuclear, há mais eletrões, ou seja, mais 
repulsões, logo uma maior nuvem eletrónica. 
● Partículas isoelétricas: O raio atómico é 
maior onde a carga nuclear for menor, ou 
seja, onde a atração entre núcleo e eletrões é 
menor, logo a nuvem eletrónica é maior. 
 
 
Energi� d� ion�açã�  
A energia de ionização relaciona-se com a 
energia necessária para retirar um eletrão de um 
átomo no estado fundamental. 
A energia de ionização diminui ao longo do grupo , devido ao aumento dos níveis de energia. 
O raio atómico aumenta ao longo do período , devido ao aumento da carga nuclear. 
 
 
Propriedade� d� element� � da� su�tância� elementare�  
● Elementos químicos : Átomo definido por um número específico de protões. 
● Substâncias elementares : Molécula constituída por apenas átomos de um único elemento. 
● Substâncias compostas : Molécula constituída por átomos de diferentes elementos. 
● Propriedades dos elementos : Número atómico ; raio atómico ; energia de ionização ; … 
● Propriedades das substâncias elementares : Ponto de fusão ; ponto de ebulição ; densidade ; 
estado físico ; ... 
7 
Família/Grupo Propriedades dos elementos Propriedades das substâncias elementares 
 
Metais Alcalinos 
(grupo 1) 
1 eletrão de valência que é facilmente removido 
↓ 
formam iões monopositivos 
- são metais 
- oxidam facilmente 
- extremamente reativos com água 
Metais 
Alcalinoterrosos 
(grupo 2) 
2 eletrões de valência que são facilmente removidos 
↓ 
formam iões dipositivos 
- são metais 
- oxidam facilmente 
- reativos com água 
Halogéneos 
(grupo 17) 
7 eletrões de valência, ganhando 1 eletrão 
↓ 
formam iões mononegativos 
- são muito reativos 
- formam sais com facilidade 
Gases Nobres 
(grupo 18) 
nível de valência totalmente pelo que não formam 
iões 
- baixa reatividade / grande estabilidade 
- quase não reagem 
- são gases na atmosfera 
Ligaçã� entr� átom�  
Segundo o Princípio da Energia Mínima , um 
sistema tende a adquirir o estado de menor energia 
possível, por ser esse o mais estável. 
A energia de ligação (energia que o sistema perde 
para formar a molécula, E ＜ 0) é simétrica à energia 
de dissociação (energia que o sistema ganha para 
separar os átomos, E ＞ 0). 
A distância internuclear corresponde à distância 
média entre os núcleos de 2 átomos. 
 
 
�p� d� ligaçõe�  
● Covalente : Este tipo de ligação existe entre átomos de não metais que ligam-se a partir da 
partilha localizada de eletrões de valência. 
● Iónica : Existe transferência de eletrões de valência entre átomos, formando iões. Um catião e um 
anião ligam-se originando compostos iónicos (sais) que têm uma estrutura em rede muito 
ordenada. 
● Metálica : Este tipo de ligação existe entre átomos de metais que ligam-se a partir da partilha 
deslocalizada de eletrões de valência. 
 
 
Ligaçã� covalent� 
* Todos os átomos estabelecem ligações covalentes segundo a regra do octeto (tendem a ficar rodeados por 8 eletrões 
de valência), exceto o hidrogénio que segue a regra do dupleto (fica rodeado por apenas 2 eletrões de valência). 
 
 
Geometri� angular � polaridad�  
● Geometria angular: A geometria angular consiste no arranjo dos átomos numa molécula, no 
espaço, de forma a que a energia seja mínima, tendo por base a teoria da repulsão dos pares 
8 
 Covalente simples Covalente dupla Covalente tripla 
Eletrões partilhados Há partilha de 1 par de 
eletrões ligantes 
Há partilha de 2 pares de 
eletrões ligantes 
Há partilha de 3 pares de 
eletrões ligantes 
Notação de Lewis 
 
 
Fórmula de estrutura 
 
Energia de ligação 
& 
Comprimento de ligação 
Quanto maior for a ordem da ligação, maior será a energia de ligação e menor será o 
comprimento de ligação, isto porque quantos mais eletrões são partilhados menor 
maior é a atração núcleo-nuvem eletrónica. 
eletrónicos de valência (considera que a intensidade das forças repulsivas varia entre pares de 
eletrões de valência). 
● Polaridade: A polaridade está relacionada com a tendência de átomos para se apropriarem de 
eletrões. Diz-se que uma ligação/molécula é apolar se houver uma distribuição simétrica das 
cargas elétricas. Diz-se que uma ligação/molécula é polar se houver uma distribuição 
assimétrica das cargas elétricas, havendo um polo positivo e um polo negativo. 
 
 
Hidrocarbonet� saturad� - alcan�  
Os hidrocarbonetos saturados são compostos orgânicos constituídos apenas por carbono e 
hidrogénio, sendo que os átomos de carbono ligam-se através de ligações covalentes simples , 
denominam-se de alcanos . A fórmula geral dos alcanos é C n H 2n+2 . 
Os principais alcanos são (« M ais e studo p ara b urros»): 
 
Depois do butano, usam-se prefixos multiplicativos correspondentes ao nº de átomos de carbono… 
C 5 H 12 - Pent ano C 7 H 16 - Hep tano C 9 H 20 - Non ano 
C 6 H 14 - Hex ano C 8 H 18 - Oct ano C 10 H 22 - Dec ano 
* Designam-se por saturados uma vez que têm apenas ligações covalentes simples, por isso os compostos com ligações 
covalentes duplas e/ou triplas são designados de insaturados. 
 
9 
Geometria da 
molécula 
Nº de 
átomos 
Átomo central Polaridade da molécula Exemplo 
 
Linear 
 
3 
Não tem pares não ligantes 
Existe um ângulo de 180º 
 
Apolar 
 
 
Angular 
 
3 
Tem dois pares ligantes 
 Existe um ângulo de 104,5º 
 
Polar 
 
 
Piramidal 
trigonal 
 
4 
Tem um par ligante 
 Existe um ângulo de 107,5º 
 
Polar 
 
 
Triangular 
plana 
 
4 
 
Não tem pares não ligantes 
Existe um ângulo de 120º 
 
Apolar 
 
 
 
Tetraédrica 
 
 
5 
 
Não tem pares não ligantes 
Existe um ângulo de 109,5º 
 
 
Apolar 
 
Haloalcan� / Derivad� halogenad�  
Os haloalcanos têm como base os alcanos, no entanto alguns ou todos os átomos de hidrogénio são 
substituídos por átomos de flúor , cloro , bromo e iodo . Especialmente os CFC têm grande impacto 
ambiental. 
 
 
 
 
 
 Bromoetano Lindano CFC-11 
 
 
Hidrocarbonet� insaturad� - alcen� � alcin� 
Alcenos (C n H 2n ) 
● Existe pelo menos uma ligação C-C queé uma ligação covalente dupla . 
● Não há nenhum alceno com um único átomo de carbono. 
● A partir do buteno, usam-se prefixos multiplicativos segundo o nº de átomos de carbono. 
 Eteno : C 2 H 4 Propeno : C 3 H 6 But-1-eno : C 4 H 8 
 
 
 
 
 
 
 
Alcinos (C n H 2n-2 ) 
● Existe pelo menos uma ligação C-C que é uma ligação covalente tripla . 
● Não há nenhum alceno com um único átomo de carbono. 
● A partir do buteno, usam-se prefixos multiplicativos segundo o nº de átomos de carbono. 
 Etino : C 2 H 2 Propino : C 3 H 4 But-1-ino : C 4 H 6 
 
 
 
 
 
 
Hidrocarbonet� cíclic�  
Os hidrocarbonetos cíclicos têm cadeia principal fechada - cicloalcanos; cicloalcenos; cicloalcinos. 
 
10 
Comp�t� aromátic�  
Todos os compostos aromáticos têm um anel benzénico (proveniente do benzeno). 
 
 
 
Radicai� alquil�  
Os radicais alquilo são derivados dos alcanos por perda de 
um átomo de hidrogénio. Estes radicais são ligados à 
cadeia principal de um composto orgânico, formando 
cadeias ramificadas . 
 
 
Regra� d� nomenclatur� d� comp�t� orgânic�  
1) Localizar a cadeia principal, isto é, a cadeia com maior número de átomos de carbono. 
2) Numerar a cadeia de forma a que os radicais fiquem 
com a numeração mais baixa. 
3) Identificar o radical ou os radicais da cadeia, 
sabendo que os seus nomes devem anteceder o 
nome da cadeia, por ordem alfabética. Caso haja 
vários radicais iguais usam-se os prefixos (di- , tri- , 
tetra- , …) para indicar a quantidade dos mesmos. 
4) Usam-se números para identificar os radicais na 
cadeia (localizadores), sendo que separam-se por 
vírgulas e por um hífen do resto do nome do 
composto. 
 
 
Grup� �ncionai� 
11 
Grupo funcional Radical Grupo característico Sufixo Exemplo 
 
Álcool 
 
-OH 
 
Grupo hidroxilo 
 
-ol 
CH 3 OH (metanol) 
CH 3 -CH 2 OH (etanol) 
CH 3 -CH 2 OH-CH 3 (propan-2-ol) 
 
Aldeído 
 
Grupo formilo 
 
-al 
CH 2 O (metanal) 
CH 3 -CHO (etanal) 
CH 3 -CH 2 -CHO (propanal) 
Cetona 
 
Grupo carbonilo -ona CH 3 -CO-CH 3 (propanona) 
CH 3 -CO-CH 2 -CH 3 (but-2-ona) 
 
 
ligaçõe� intermoleculare�  
● Forças de Van Der Waals 
 
 
* As Forças de London estão 
presentes em todas as ligações 
em que existem as Forças de Van 
Der Waalls, mas são mais 
“visíveis” nas ligações entre 
moléculas apolares e moléculas 
polares. 
 
 
 
● Ligações de hidrogénio / Pontes de hidrogénio 
 
 
 
*Estas ligações estabelecem-se entre H-O, H-N e H-F. Durante estas ligações estão 
presentes as tanto as Forças de Van Der Waals e as Forças de London, no entanto 
as pontes de hidrogénio são as mais fortes. 
 
 
 
 
 
Miscibilidad�  
● Miscíveis : Duas substâncias quando juntas misturam-se, pois é possível formarem-se ligações 
entre elas. 
● Imiscíveis : Duas substâncias quando juntas não se misturam, porque não é possível formarem-se 
ligações entre elas. 
A regra geral é «Semelhante dissolve semelhante» , isto é, moléculas polares (grupos funcionais) 
são miscíveis entre si e as moléculas apolares (hidrocarbonetos e gorduras) são imiscíveis entre si. 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
Ácido carboxílico 
 
 
Grupo carboxílico 
 
-óico 
HCOOH (ácido metanóico) 
CH 3 -COOH (ácido etanóico/acético) 
CH 3 -CH 2 -COOH (ácido propanóico) 
 
Amina 
 
 
Grupo amina 
 
-amina 
NH 2 -CH 3 (metilamina) 
CH 3 -NH-CH 3 (dimetilamina) 
Le� d� Avogadr� / Volum� molar / Mass� volúmic�  
Lei de Avogadro : “Dois gases nas mesmas condições de pressão e de temperatura, têm o mesmo 
volume e a mesma quantidade de matéria.” 
 ↓ ou seja… 
Nas mesmas condições de pressão e de temperatura: 
 Volume: V 1 = V 2 / Quantidade de matéria: n 1 = n 2 
 
Volume molar (V m ) : O volume molar corresponde ao volume ocupado por uma mole de um gás a 
uma determinada temperatura e pressão. Nas condições PTN (1 atmosfera + 0 ºC) , o volume molar 
de qualquer gás é de 22,4 dm 3 /mol . O volume molar é dado pela expressão: 
V m = dm 3 /mol n
V 
 
 
Massa volúmica / Densidade (ρ) : A massa volúmica tanto pode ser dada pelo quociente entre a 
massa molar e o volume molar de um determinado gás, como pode ser calculada pelo quociente 
entre a massa e o respetivo volume de uma amostra. 
ρ = g/dm 3 ou mV ρ = g/dm 3 
M
V m
 
 
 
Trop�fer�  
 
A troposfera é, no entanto, poluída por gases de origem natural e de origem antropogénica: 
● CO 2 - Respiração, combustões, transportes, produção de energia elétrica e aquecimento, 
indústria transformadora, vulcanismo residual, queima de combustíveis fósseis, fogos florestais. 
● NO x (óxidos de nitrogénio) - Relâmpagos, atividade microbiana no solo, queima de 
combustíveis fósseis 
● SO x (óxidos de enxofre) - Vulcões, erosão do solo, indústria, produção de energia elétrica. 
● O 3 - Relâmpagos, descargas elétricas, reações químicas com outros poluentes. 
● Matéria particulada (poeiras, fumo, etc) - Ventos, construção civil, aquecimento doméstico, 
transportes, fogos florestais, floração, erosão dos solos. 
● Compostos orgânicos (ex: metano) - Agropecuária, pântanos, dejetos, transportes. 
13 
Mistura�  
● Homogéneas / Soluções: Nestas misturas existe, geralmente, um solvente e um soluto, sendo 
que as partículas apresentam um tamanho ＜ 1 nm (1x10 -9 m). 
Exemplos: ar; NaCL em água; água com açúcar; álcool comercial 
● Colóides / Dispersões coloidais: Nestas misturas existe um meio disperso e um meio 
dispersante (em vez de soluto e solvente). As partículas têm um tamanho entre 1 μm - 1 nm. 
Exemplos: maionese; leite; manteiga; fumo; neblina ; espumas ; esferovites ; gotículas ; cortiça 
● Heterogéneas / Suspensões: Nestas misturas existe um meio disperso e um meio dispersante 
(em vez de soluto e solvente). O tamanho das partículas é > 1 μm (1x10 -6 m). 
Exemplos: pó; pólen; cinzas; poeira 
 
 
Comp�içã� quantitativ� d� soluçõe�  
* A composição qualitativa de uma solução consiste na indicação do solvente e do soluto. 
 
 
 
 
 
 
14 
 
 
Expressão matemática 
Unidades 
 S.I 
(Sistema Internacional) 
 
Mais comuns... 
Concentraçãomássica 
ou em massa 
Cm = m solutoV solução 
 
Kg/m 3 
 
g/dm 3 ou g/L 
 
Concentração molar c = n solutoV solução 
 
mol/m 3 
 
mol/dm 3 ou mol/L 
 
Percentagem em massa %(m/m) = × 100 m solutom solução 
Exprime-se em % (m/m) ou em % (V/V) 
Percentagem em 
volume 
%(V/V) = × 100 V solutoV solução 
Partes por milhão em 
massa 
ppm = × 10 6 m solutom solução 
Exprime-se em ppm ou ppmV 
Partes por milhão em 
volume 
ppmV = × 10 6 V solutoV solução 
 
Fração molar X A = = nAnA + nB nAnT otal 
 
 
 
Não tem unidades 
 
Fator de diluição 
f = V solução inicial
V solução diluída 
ou 
f = concentração da solução inicialconcentração da solução diluída 
Reaçõe� química�  
● Processo em que as substâncias iniciais ( reagentes ) se transformam/convertem em novas 
substâncias ( produtos da reação ), uma vez que os seus átomos separam-se, reorganizando-se. 
● O rearranjo dos átomos acontece de acordo com a Lei de Lavoisier / Lei da Conservação da 
Massa . Exemplo: 
 
 
 
Variaçã� d� entalpi� (ΔH)  
- Medida da energia da reação ou da quantidade de energia envolvida numa reação química. 
- Se ΔH > 0 , a reação é endoenergética . 
- Se ΔH < 0 , a reação é exoenergética . 
- ΔH = ΣE ligação (reagentes) - ΣE ligação (produtos de reação) J/mol ou KJ/mol 
 
 
Reaçõe� endoenergética� / endotérmica�  
● Envolvem a absorção de energia . Exemplo: Rutura/Quebra de ligações. 
● Em sistemas isolados … 
○ A temperatura do sistema diminui. 
○ A energia cinética interna das partículas diminui. 
○ A energia potencial entre as ligações das partículas aumenta. 
● Em sistemas não isolados … 
○ Transferência de energia da vizinhança para o sistema. 
○ ΔH > 0 (Energia absorvida > Energia libertada) 
 
 
Reaçõe� endoenergética� / endotérmica�  
● Envolvem a libertação de energia . Exemplo: Formação de ligações. 
● Em sistemas isolados … 
○ A temperatura do sistema aumenta. 
○ A energia cinética interna das partículas aumenta. 
○ A energia potencial entre as ligações das partículas diminui. 
● Em sistemas não isolados … 
○ Transferência de energia do sistema para a vizinhança. 
○ ΔH < 0 (Energia absorvida < Energia libertada) 
15 
Reaçõe� fotoquímica�  
As reações fotoquímicas são reações endoenergéticas cuja fonte de energia é a luz - ΔH > 0. 
● Fotodissociação 
○ Quebra de uma ligação química entre átomos por absorção de um fotão. 
○ Nas reações de fotodissociação a energia necessária para quebrar ligações é menor, pelo que 
estas reações ocorrem em camadas inferiores da atmosfera (por exemplo, na estratosfera). 
Servem, então, de filtro absorvendo radiações UV-C e UV-B. 
Exemplo: X 2 ⟶ X + X 
● Fotoionização 
○ Remoção de um eletrão de um átomo por absorção de um fotão, originando catiões. 
○ Nas reações de fotoionização a energia necessária para retirar um eletrão é maior, pelo que 
estas reações ocorrem em camadas superiores da atmosfera (por exemplo, na termosfera). 
Servem, então, de filtro absorvendo radiações UV-C. 
Exemplo: X ⟶ X + + e - 
* Estes processos impedem a chegada de radiação UV (muito energética) à superfície terrestre. 
 
 
Radicai� livre�  
Partículas muito reativas que possuem um eletrão desemparelhado (têm nº ímpar de eletrões). 
Exemplos: Hidrogénio (H) - 1s 1 ⟶ radical H • 
 Oxigénio (O) - 1s 2 2s 2 2p x 2 2p y 2 2p z 2 ⟶ radical O 
 Hidroxilo (OH) - 8 eletrões de O+ 1 eletrão de H = 9 eletrões ⟶ OH • 
 
 
Camad� d� ozon�  
Na estratosfera, o ozono sofre formação e decomposição através de reações fotoquímicas que 
permitem a absorção de muitas radiações UV (especialmente UV-B) prejudiciais à vida. 
 
No entanto, a atividade humana pode originar gases que provocam 
uma destruição muito eficaz do ozono estratosférico (associado ao 
«buraco de ozono» ), como é o caso dos clorofluorcarbonetos (CFC), 
compostos à base de cloro, flúor e carbono. 
 
 
 
* Os CFC são estáveis na troposfera, mas instáveis na 
estratosfera onde se acumula a camada de ozono. 
* Na troposfera, o ozono é nocivo/tóxico. 
* O ozono todo junto, em condições PTN, formaria uma 
camada de 3 mm de espessura. 
16 
Física  
�p� d� energi� � Energi� intern�  
 
● Sistema : Corpo, região ou conjunto do universo que é o objeto de estudo. 
○ Sistema aberto - Realiza trocas de matéria e energia com a vizinhança. 
○ Sistema fechado - Realiza trocas de energia, mas não de matéria com a vizinhança. 
○ Sistema isolado - Não realiza trocas nem de energia nem de matéria com a vizinhança. 
● Fronteira : Superfície real ou imaginária que separa o sistema do meio que o rodeia. 
● Vizinhança : Parte do universo que rodeia/envolve o sistema, podendo ou não interagir e 
influenciar o mesmo. 
 
Lei da Conservação da Energia : A energia pode ser transferida e transformada entre diferentes 
sistemas, mas não pode ser nem criada nem constante, pelo que é sempre constante. 
 
Energia interna : Quantidade de energia que um sistema possui - E interna = E cinética + E potencial 
 
Energia cinética (E c ) 
Está associada ao movimento de um 
corpo , dependendo, por isso, da agitação 
corpuscular , assim como da temperatura 
do sistema (quanto maior a temperatura, 
maior a agitação corpuscular). 
 
 
 
Energia potencial (E p ) 
Está associada às interações entre 
partículas , dependendo do número de 
partículas do sistema (mais partículas, 
mais interações). Pode ser potencial elétrica 
(partículas com carga elétrica), elástica 
(deformação de corpos), ou gravítica 
(corpo e um astro), por exemplo. 
 
* A unidade SI para a energia é o joule (J) . 
* Outra unidade para a energia é a caloria (cal), sendo que 1 cal ≈ 4,18 J 
 
 
Sistem� mecânic�  
Sistema em que se pretende estudar apenas o movimento, sem ter em conta variações da energia 
interna nem o seu movimento de rotação ( modelo do centro de massa ). - E mecânica = E c + E p 
17 
Trabalh� d� um� forç� constant�  
 𝑊 = 𝐹 × 𝑑 × 𝑐𝑜𝑠 ∝ (O trabalho corresponde à energia transferida por ação de uma força constante.) 
 ↳ W: trabalho de uma força, expressa-se em joules (J) 
 ↳ F: intensidade da força aplicada, expressa-se em newtons (N)↳ d: distância percorrida pelo corpo, expressa-se em metros (m) 
 ↳ 𝑐𝑜𝑠 ∝ : ângulo entre a força e a direção do deslocamento, expressa-se em graus (º) 
 
- W > 0 (0º ≤ ∝ ≤ 90º) : Trabalho potente - Força aplicada tem, pelo menos, o sentido do 
deslocamento, pelo que o sistema recebe energia. 
- W = 0 (∝ = 90º) : Trabalho nulo - Força aplicada é perpendicular à direção do deslocamento ou o 
corpo não se move, pelo que o sistema não recebe nem perde energia, 
- W < 0 (90º ≤ ∝ ≤ 180º) : Trabalho resistente - Força aplicada tem o sentido contrário do 
deslocamento, pelo que o sistema perde energia. 
 
Numa força com duas componentes (F x e F y ) 
designa-se de força eficaz a componente que 
tem direção igual ao deslocamento, sendo essa 
a responsável pelo trabalho realizado. 
* 𝑐𝑜𝑠 ∝ = = hipotenusa
cateto adjacente
F
F x 
 
Trabalho total de um corpo: W total = W F1 + W F2 + W F3 + … + W Fn 
(soma dos trabalhos de todas as forças aplicadas) 
 
 
Pes�  
O peso é a força gravítica que a Terra exerce nos corpos. 
P = m × g , g (aceleração gravítica - 9,8 m/s 2 ≈ 10 m/s 2 ) / P (peso, em N) / m (massa, em kg) 
 
 𝑊 P = P × 𝑑 × 𝑐𝑜𝑠 ∝ ou 𝑊 P = m × g × h 
 ↳ 𝑊 P = 0 (trabalho nulo) , quando o corpo se move na horizontal 
 ↳ 𝑊 P > 0 (trabalho potente) , quando o corpo desce - 𝑊 P = m × g × h 
 ↳ 𝑊 P < 0 (trabalho resistente) , quando o corpo sobe - 𝑊 P = - m × g × h 
* Em planos inclinados/rampas com igual altura (h), o W P de um corpo é o mesmo. 
* sen 𝜃 = = hipotenusa
cateto oposto
d
h 
 
 
Teorem� d� energi� cinétic� / Le� d� trabalh�-energi�  
Segundo o Teorema da Energia Cinética ou Lei do Trabalho-Energia, a variação da energia cinética 
de um corpo é igual ao trabalho da resultante das forças aplicada nesse mesmo corpo: 
W total = ΔE c = × m × v final 2 - × m × v inicial 2 = × m × (v final 2 - v inicial 2 ) 2
1
2
1
2
1 
* W total = ΔE c = 0, quando a velocidade no corpo é constante pelo que a energia do sistema não varia. 
 
 
18 
Teorem� d� energi� potencia� gravític�  
Segundo o Teorema da energia potencial gravítica, o trabalho realizado pelo peso é simétrico à 
variação da energia potencial gravítica desse mesmo corpo: 
W P = - ΔE pg = - (E pg-final - E pg-inicial ) = - (m × g × h final - m × g × h inicial ) = m × g × (h final - h inicial ) 
 
 
Teorem� d� energi� potencia� gravític�  
- Forças conservativas : O trabalho dessas forças depende apenas da sua posição inicial e final, 
sendo independente da trajetória, logo o trabalho é sempre o mesmo se a posição inicial e a 
posição final forem iguais. O trabalho é nulo se a trajetória for fechada, isto é, a posição inicial e a 
posição final coincidem. Exemplos: força potencial gravítica (peso) ; força potencial elástica 
- Forças não conservativas : O trabalho dessas forças depende da trajetória, pelo que não é nulo 
quando a trajetória é fechada. Exemplos: forças de atrito ; reação normal ; resistência do ar 
 
 
Energi� mecânic�  
E mecânica = E cinética + E potencial ⇔ E mecânica = × m × v 2 + m × g × h 2
1
 
Num sistema mecânico, apenas atuam forças conservativas, havendo conservação de energia. 
 F conservativas + F não conservativas = F resultante ⇔ 
⇔ W forças conservativas + ⇔ W forças não conservativas = W força resultante ⇔ 
⇔ W forças conservativas = W força resultante ⇔ (as forças não conservativas não realizam trabalho) 
⇔ W forças conservativas = ΔE cinética ⇔ (tém-se em conta o Teorema da Energia Cinética) 
⇔ W Peso = ΔE cinética ⇔ (o Peso é a única força conservativa) 
⇔ - ΔE potencial = ΔE cinética ⇔ (tém-se em conta o Teorema da Energia Potencial Gravítica) 
⇔ ΔE cinética + ΔE potencial = 0 ⇔ 
⇔ ΔE mecânica = 0 → Lei da Conservação da Energia Mecânica 
 
 
Força� nã� conservativa�  
W forças não conservativas = ΔE mecânica 
↳ W forças não conservativas < 0, então E mecânica diminui → E dissipada = 丨 ΔE mecânica 丨 
↳ W forças não conservativas > 0, então E mecânica aumenta 
 
 
Potênci� & Rendiment� 
A potência corresponde à energia transferida por unidade de tempo, enquanto que o rendimento 
mede a eficiência de uma transformação ou transferência de energia. 
P = watts (W) ⇔ E = P × Δt 丨 E total = E útil + E dissipada ⇔ E dissipada = E total - E útil Δt
W ou E
 
 
19 
Circuit� elétric� 
 
 
 
Corrent� elétric�  
A corrente elétrica consiste no movimento orientado de partículas , como iões e eletrões, com 
carga elétrica (Q) , sendo esta carga medida em coulombs (C) segundo o Sistema Internacional. 
● Sentido da corrente 
○ Sentido real : As cargas movem-se do polo negativo para o polo positivo. 
○ Sentido convencional : As cargas movem-se do polo positivo para o polo negativo. 
● Movimento das cargas 
○ Corrente contínua (cc / dc) : As cargas movimentam-se sempre no mesmo sentido, sendo 
o valor da corrente (I) constante. (Ex: pilhas, baterias e painéis fotovoltaicos) 
○ Sentido convencional (ca / ac) : As cargas alteram o sentido do seu movimento, pelo que 
o valor da corrente (I) varia periodicamente ao longo do tempo. (Ex: geradores) 
  
 
A intensidade da corrente elétrica corresponde à 
carga elétrica que atravessa uma secção reta de um 
condutor num determinado intervalo de tempo. 
 
 
A corrente elétrica mede-se através de um amperímetro , sendo colocado em série . 
 
 
Diferenç� d� potencia� (ddp)  
 
A diferença de potencial ou tensão corresponde ao 
trabalho realizado pela força elétrica para deslocar uma 
carga entre dois pontos de um circuito elétrico. 
 
A tensão elétrica mede-se através de um voltímetro , sendo colocado em paralelo . 
 
 
Resistênci�  
R = / R = ρ (resistividade, em Ωm) × (unidade SI ohm, símbolo Ω) I
U
A (área da secção reta m )− 2
l (comprimento do condutor m)−
 
20 
- A resistência consiste na dificuldade que as partículas encontram durante o movimento num 
condutor, sendo medida através deum ohmímetro colocado em paralelo . 
- Segundo a Lei de Ohm , designam-se de condutores óhmicos os condutores em que a resistência 
não varia (valor constante), mesmo com o aumento proporcional de U e I (U = R × I). Já os 
condutores em que a resistência varia são designados de condutores não óhmicos . 
- A resistividade depende da natureza do material e da temperatura, traduzindo a dificuldade das 
partículas com carga elétrica através de um material. Conforme a resistividade, os condutores são 
classificados em bons condutores , semicondutores , maus condutores e isoladores . 
 
 
 
Efeit� Joul� 
O efeito Joule consiste no fenómeno inevitável de dissipação de energia (aquando das colisões entre 
eletrões de condução e os iões), levando ao aquecimento do material condutor ( transformação de 
energia elétrica em energia térmica ). 
- Num circuito cujo objetivo é a dissipação de energia sob a forma de calor (condutores 
puramente resistivos - ex: aquecedor, ferro de engomar, fogão, tostadeira)... 
E dissipada = U × I × Δt / P dissipada = U × I 
 
- Aplicando a Lei de Ohm, nos condutores óhmicos... 
E dissipada = R × I 
2 × Δt / P dissipada = R × I 
2 
 
O LED (acrónimo do inglês Light Emitting Diode , isto é, díodo emissor de luz) é composto por 
materiais semicondutores, pelo que dissipam menos energia sob a forma de luz, segundo o Efeito de 
Joule, tendo uma enorme eficiência (rendimento). Isto explica o seu maior uso no quotidiano 
(utilizado em eletrodomésticos e iluminação, por exemplo) 
 
 
Característica� d� u� gerador 
E gerador = E útil + E dissipada (no próprio) 
 E útil = U × I × Δt ↲ ↳ E dissipada = r × I 
2 × Δt (r: resistência interna) 
 
E gerador = ε × I × Δt , sendo ε a força eletromotriz do gerador (medida diretamente nos terminais 
de um gerador que não esteja ligado a um circuito - ε = V) EQ 
21 
 P gerador = P útil + P dissipada ⇔ 
⇔ ε × I = U × I + r × I 2 ⇔ 
⇔ ε = U + r × I ⇔ 
⇔ U = ε - r × I (y = mx + b) 
 
↳ 
 
 
- Quando o gerador está ligado só a um voltímetro (circuito aberto): U ≈ ε (porque r × I ≈ 0) 
- Rendimento de um gerador: η = = = P otência útilP otência dissipada ε × I
U × I
ε
U 
- Designa-se de gerador ideal , o gerador cuja resistência interna é desprezável, pelo que não há 
dissipação de energia (cenário irrealista). 
* Um gerador de tensão é responsável por originar forças elétricas, transferindo-lhes energia, o que dá origem a uma 
corrente elétrica. 
 
 
Associaçõe� d� componente� elétric�  
Em série… 
- I = I 1 = I 2 = I 3 (a corrente é igual em todo o circuito) 
- U = U 1 + U 2 + U 3 (a tensão do gerador divide-se pelos componentes, 
em função da resistência - U 1 = R 1 × I) 
- R eq = R 1 + R 2 + R 3 
- ε total = ε 1 + ε 2 + ε 3 (força eletromotriz de geradores ligados em série) 
- A avaria ou o mau funcionamento de um dos componentes implica 
a abertura do circuito e o não funcionamento do mesmo. 
 
Em paralelo… 
- I = I 1 + I 2 + I 3 (a corrente divide-se pelos componentes, em função da 
resistência - I = ) UR1 
- U = U 1 = U 2 = U 3 (a tensão do gerador é igual em todo o circuito) 
- R eq = + + 1R1
1
R2
1
R3 
- ε total = ε 1 = ε 2 = ε 3 (força eletromotriz de geradores ligados em paralelo) 
- A avaria ou o mau funcionamento de um dos componentes não altera o 
funcionamento dos restantes componentes, apenas os seus valores de tensão 
e de intensidade da corrente. 
* R eq designa-se de resistência equivalente às resistências do circuito. 
 
 
 
 
 
 
22 
Sistem� mecânic� v� Sistem� termodinâmic�  
Num sistema termodinâmico, ao contrário de num sistema mecânico, é importante considerar as 
variações de energia interna. 
 
 
Temperatur� & Equilíbri� térmic�  
- A temperatura é a propriedade física que mede a agitação das partículas de um sistema. 
 
- O aparelho de medida que mede a temperatura de um corpo designa-se de termómetro . 
- Foram criadas diferentes escalas termométricas baseadas em diferentes situações de equilíbrio 
térmico, como é o caso da escala Celsius (usada em Portugal, sendo a sua unidade de medida o 
grau Celsius, ºC), da escala Fahrenheit e da escala Kelvin/escala de temperaturas absolutas 
(adotada pelo Sistema Internacional, sendo a sua unidade de medida o kelvin, k). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Dois corpos tendem a trocar energia entre si quando não estão à mesma temperatura, pelo que 
quando atingem a mesma temperatura diz-se que estão em equilíbrio térmico . 
 
 
 
Transferência� d� energi� por calor  
O calor (Q) é um método de transferência de energia (alteração da energia interna) entre dois 
corpos que se encontram a temperaturas diferentes. Os processos de calor podem ser por... 
● Condução térmica 
○ Este processo necessita de contacto entre os sistemas. 
○ Ocorre em todos os estados físicos, mas predominantemente no estado sólido. 
○ A energia passa das partículas mais agitadas (maior temperatura) para as partículas menos 
agitada (menor temperatura) que transmitem às seguintes, sem haver deslocamento destas. 
23 
○ A rapidez do processo de condução de calor depende da condutividade térmica (no Sistema 
Internacional mede-se em W m -1 k -1 ou J s -1 m -1 k -1 ) do material. 
■ Bons condutores (elevado valor de k): Metais (prata, cobre, alumínio, ferro, ouro, …) 
■ Maus condutores/Isoladores térmicos (baixo valor de k): Lã ; Borracha ; Ar ; Madeira 
 
● Convecção térmica 
○ Este processo necessita de contacto entre os sistemas. 
○ Ocorre em fluidos, isto é, em gases e em líquidos através das correntes de convecção . 
○ A porção do fluido que está a uma maior temperatura possui uma maior densidade, pelo que 
ascende, provocando a descida (por contacto) da porção mais fria e de menor densidade que 
aquecerá, formando as correntes de convecção. 
 
● Radiação 
○ Este processo não necessita de contacto entre os sistemas. 
○ Ocorre em todos os estados físicos, através da propagaçãoda luz (feixe de fotões) . 
○ Todos os corpos emitem radiação , visto que possuem uma temperatura superior a 0 kelvin. 
○ À temperatura ambiente os corpos emitem radiação infravermelha (IV) , sendo esta 
propriedade utilizada em diversas aplicações tecnológicas, como em detetores de 
infravermelhos, termómetros de infravermelhos e termografia de infravermelhos. 
○ A radiação que atinge uma superfície pode ser: ( E incidente = E refletida + E transmitida + E absorvida ) 
■ Refletida (o corpo liberta a radiação, diminuindo a sua energia interna) 
■ Absorvida (o corpo retém a radiação, aumentando a sua energia interna) 
■ Transmitida (atravessa o corpo, voltando a sair, pelo que não altera a sua energia interna) 
○ A absorção e emissão de radiação dependem da natureza das superfícies do corpo: 
■ as superfícies brancas refletem toda a radiação visível - mau absorsor e mau emissor 
■ as superfícies pretas absorvem toda a radiação visível - bom absorsor e bom emissor 
■ as superfícies polidas refletem bastante radiação - mau absorsor e mau emissor 
■ as superfícies não polidas refletem pouca radiação - bom absorsor e bom emissor 
○ A radiação emitida por um corpo distribui-se pelo espaço, designando-se por irradiância 
(E r ) , tendo como unidade SI o watt por metro quadrado ( J m -2 s -1 ou W m -2 ): 
 
* A transferência de energia entre dois sistemas também é possível através do trabalho (aplicação de uma força). 
* Para passar valores de energia de kWh para J, devemos multiplicar o valor de energia por 10 3 × 3600, obtendo então 
um valor de energia em Ws que equivale a J. 
 
 
Painéi� fotovoltaic�  
- As células fotovoltaicas são constituídas por um semicondutor , normalmente silício, que 
aproveitam a energia da radiação solar para gerar uma diferença de potencial nos seus terminais e 
uma corrente contínua no circuito. A potência destas células varia dependendo da radiação 
incidente, mas geralmente a potência máxima é de 1,5 W (0,5 V e 3 A). 
- As células fotovoltaicas unem-se em série (maiores tensões) e em paralelo (maiores correntes) 
para formar módulos que juntos formam os painéis solares fotovoltaicos. A área dos painéis 
depende da potência útil pretendida, assim como da irradiância do local, entre outros fatores. 
24 
- Para efeitos de potência máxima, os painéis devem ser posicionados 
na perpendicular à direção da radiação incidente , pelo que possuem 
um suporte móvel que os permite girar ao longo do dia acompanhando o 
movimento do Sol. 
- Apesar do seu baixo rendimento (cerca de 20%) são utilizados em 
diversas aplicações , desde satélites, calculadoras, iluminação, 
sinalização, etc, visto que a sua fonte é uma energia renovável (o Sol) e 
que não liberta gases poluentes para a atmosfera. 
* As células de carbono-60 apresentam um rendimento mais elevado. 
 
 
Coletore� solare�  
  
O Sol é, por excelência, a fonte de energia da Terra. Um coletor solar pode transformar energia 
solar em energia térmica para fornecer água quente. De uma forma simples, um coletor plano é 
constituído por: 
- Placa coletora (normalmente metálica e pintada de negro), que absorve a radiação e à qual estão 
soldados tubos cond utores, que aquecem por condução, por onde circula o fluido que vai 
aquecendo, gerando-se neste correntes de convecção; 
- Cobertura transparente (de vidro ou acrílico), que provoca efeito de estufa (é transparente à 
radiação visível mas opaca à radiação infravermelha); 
- Caixa com isolamento térmico , para minimizar as transferências de energia por calor, dar 
rigidez ao conjunto e proteger o sistema dos agentes atmosféricos. 
De forma a maximizar o seu rendimento, o coletor solar é geralmente colocado no telhado 
orientado de modo a que a radiação incidente seja máxima. 
 
 
Capacidad� térmic� mássic�  
A capacidade térmica mássica ( J kg -1 k -1 ) é a energia necessária que 1 kg de um material liberte ou 
receba para aumentar ou descer 1ºC. Este valor é característico de cada substância: 
 c = ⇔ E = m × c × ΔT Em × ΔT 
 
Num gráfico cujos valores de abcissa correspondem a valores de 
temperatura, e em que os valores de ordenada correspondem a 
valores de energia, o declive é: 
declive: = = = m × c Δx
Δy E
ΔT ΔT
m × c × ΔT 
25 
Admitindo que A e B têm a mesma massa, como B possui um maior declive do que A, então 
podemos concluir que B tem uma maior capacidade térmica mássica do que A. 
ou 
Num gráfico cujos valores de abcissa correspondem a valores 
de energia, e em que os valores de ordenada correspondem a 
valores de temperatura, o declive é: 
declive: = = = Δx
Δy
E
ΔT ΔT
m × c × ΔT
1
m × c 
Admitindo que A e B têm a mesma massa, como B possui um 
maior declive do que A, então podemos concluir que B tem 
uma menor capacidade térmica mássica do que A. 
 
 
Variaçã� d� entalpi� mássic�  
- Quando se pretende calcular a energia associada ao aumento ou à descida de 1 ºC de 1 kg sem que 
haja mudança de estado físico (líquido ; gasoso ; sólido), então calculamos a energia necessária 
nesse processo através da seguinte expressão: E = m × c × ΔT 
- Quando há mudança de estado físico (fusão ou vaporização), 
a temperatura dos corpos não varia , visto que a energia 
cinética interna não altera, mas sim a energia potencial interna 
(as partículas aproximam-se ou afastam-se). Neste caso fala-se 
de variação de entalpia mássica (ΔH fusão e ΔH vaporização ) , 
isto é, da energia necessária para 1 kg de um material mudar de 
estado físico, sendo J kg -1 a unidade de medida do SI: 
ΔH = ⇔ E = m × ΔH Em 
 
 
1ª Le� d� Termodinâmic�  
ΔU (variação da energia interna) = Q (calor) + W (trabalho) 
- W, Q ＞ 0 → o trabalho e o calor são fornecidos ao sistema pelo exterior 
- W, Q ＜ 0 → o trabalho e o calor são fornecidos pelo sistema ao exterior 
- Num sistema isolado ΔU = 0, porque não trocas de energia com o exterior. 
 
 
2ª Le� d� Termodinâmic�  
“É impossível a construção de um dispositivo que, por si só, isto é, sem intervenção do meio 
exterior, consiga transformar integralmente em trabalhoo calor absorvido de uma fonte a uma 
dada temperatura uniforme.” (Kelvin-Planck) 
Deste enunciado podemos concluir que… 
- Num sistema isolado, a quantidade de energia útil nunca aumenta. 
- Qualquer dispositivo real tem um rendimento inferior a 100% , pois há dissipação de energia. 
26