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Lista de Exercícios - 1º Bimestre – Sistemas III – Dilatação, Calorimetria e Gases Ideais Prof. Dr. Cláudio S. Sartori

1

1

Dilatação Térmica e Calorimetria

1. O pêndulo de um relógio é feito de alumínio.

Qual a variação fracional do seu comprimento, quando

ele é resfriado, passando de 25°C para 10°C?

2. Uma trena de aço de 25 m está correia à

temperatura de 20°C. A distância entre dois pontos,

medida com a trena num dia em que a temperatura é

de 35°C, é de 21,64 m. Qual a distância real entre os

dois pontos?

3. Na figura:

Este tipo de dispositivo pode ser utilizado na

fabricação de um termoestato.

Suponha que a 300C a separação das extremidades

do aro circular da figura a seguir é de 1.600 cm. Qual

será a separação a uma temperatura de 1900C?

4. A figura ilustra como varia o volume da água

com a temperatura.

Esboçando um gráfico da densidade em função

da temperatura, teremos:

Analise a frase: “Devido a esse comportamento da

água, houve vida no planetaTerra”.

5. Um termômetro a gás a volume constante é

calibrado no ponto de fusão do gelo seco, CO2, a -800C

e na temperatura de ebulição do álcool etílico, a 700 C.

A figura ilustra um modelo do tipo, juntamente com a

extrapolação linear feita para outros gases. Construa a


2

2

relação P versus T do termômetro mencionado,

sabendo que as pressões correspondentes são,

respectivamente, 0.900 atm e 1.635 atm .

6. Um estudante ingeriu em um jantar cerca de

200 Cal (1 Cal =1 000cal e 1 cal = 4.18 J). Ele deseja

“queimar” essa energia adquirida, fazendo o

levantamento de peso de 50 kg em uma academia.

Quantas vezes ele deve levantar esse peso? Assuma

que a cada “puxada” no aparelho, o peso levanta-se

cerca de 2.0 m.

7. Uma placa de metal de 0.05kg é aquecida a

2000C e em seguida colocada em um recipiente com

0.400 kg de água a 200C. A temperatura de equilíbrio

térmico é de e = 22.40C. Determine o calor específico

do metal. Dado: cágua = 4186 J/(kg.K)

8. Um cowboy atira com uma arma sobre uma

moeda colocada em uma parede. A bala sai da arma a

200 m/s. Se toda a energia do impacto for convertida

na forma de calor, qual será o aumento de temperatura

da bala? Dado: calor específico do material que

constitui a bala: cb = 234 J/(kg.K).

9. Determine a quantidade de calor para se

elevar de 25 0C a temperatura de 5 kg de cobre.

Dado: cCu = 0.386 kJ/(kg.K)

10. Colocam-se 600 g de granalha de Pb a uma

temperatura inicial de 100 0C, num calorímetro de

alumínio, com a massa de 200 g, contendo 500 g de

H2O, inicialmente a 17.3 0C. A temperatura final de

equilíbrio do calorímetro com a granalha é de 20.0 0C.

Qual o calor específico do chumbo?

Dado: cAl = 0.9 kJ/(kg.K).

11. Qual a quantidade de calor necessária para

aquecer 2kg de gelo, à pressão de 1 atm, de -25 0C, até

que toda a amostra tenha se transformado em vapor de

água?

Dados:

Calor específico latente de fusão da água:

Lf = 333.5 kJ/kg

Calor específico latente de vaporização da

água:

Lv = 2257 kJ/kg

Calor específico do gelo:

cg = 2.05 kJ/(kg.K).

12. Um jarro de limonada está sobre uma mesa de

piquenique a 33 0C. Uma amostra de 0.24 kg desta

limonada é derramada num vaso de espuma de plástico

e a ela se juntam 2 cubos de gelo. (cada qual com

0.,025 kg a 00C). (a) Admita que não haja perda de

calor para o ambiente. Qual a temperatura final da

limonada ? (b) Qual seria a temperatura final se fossem

6 cubos de gelo ? Admita que a capacidade calorífica

da limonada seja a mesma da água.

13. O pêndulo de um relógio é feito de alumínio.

Qual a variação fracional do seu comprimento, quando

ele é resfriado, passando de 25°C para 10°C?

14. Uma trena de aço de 25 m está correia à

temperatura de 20°C. A distância entre dois pontos,

medida com a trena num dia em que a temperatura é de

35°C, é de 21,64 m. Qual a distância real entre os dois

pontos?

15. Uma quantidade 300g de gelo a -35°C é

colocado em um calorímetro de alumínio. Há uma peça

de ferro de 50g a temperatura ambiente de 22 0C no

interior do calorímetro. Adiciona-se 1500 g de água a

800C. Calcule:

(a) o calor total necessário para derreter

completamente o gelo.

(b) A temperatura de equilíbrio do sistema.

DADOS:

cFe = 0,47 Jg C

Calor latente de fusão do gelo: 53,5 10Jkg

Calor específico do gelo: 2301 Jkg C

.

Calor específico da água: 4186 Jkg C

.

16 – Coloca-se uma amostra de 220 g de

ferro, a temperatura de 100°C, num calorímetro

contendo 300 g de água, inicialmente a 20°C. O

calorímetro é de alumínio e sua massa de 200 g. Sua


3

3

temperatura final é de 25°C. Calcular o calor

específico da amostra.

Dados: cH2O =4,19 Jg C

; cAl = 0,91 Jg C

10 – Coloca-se uma amostra de 120 g de

ferro, a temperatura de 150°C, num calorímetro

contendo 300 g de água, inicialmente a 20°C. O

calorímetro é de alumínio e sua massa de 200 g. Sua

temperatura final é de 25°C. Calcular o calor

específico da amostra.

Dados:

cH2O =4,19 Jg C

; cAl = 0,91 Jg C

cFe = 0,47 Jg C

11 - Uma quantidade 300g de gelo a -25°C é

colocado em uma caixa de isopor. Qual o calor

necessário para transformar toda essa quantidade de

gelo em vapor de água a 1000C ?

DADOS:

Calor latente de fusão do gelo: 53,5 10Jkg

Calor específico do gelo: 2301 Jkg C

.

Calor específico da água: 4186 Jkg C

.

12 – A haste de um relógio de pêndulo é feita

de latão. Calcule a variação do comprimento quando

ela é resfriada de 19.5 0C até 5

0C?

13 – Observando a curva do calor específico

da água em relação a temperatura, calcule a variação

de calor sensível para uma massa de 200 g de água,

quando aquecida de 0 a 40 0C.


4

4

Propagação de Calor

1. Condução através de uma geladeira de

isopor. Uma caixa de isopor usada para manter

bebidas frias em um piquenique possui área total

(incluindo a tampa) igual a 0.80m2 e a espessura da

parede é de 2.0 cm. Ela está cheia de água, gelo e latas

de Omni-Cola a 00C. Qual é a taxa de fluxo de calor

para o interior da caixa se a temperatura da parede

externa for igual a 300C? Qual a quantidade de gelo

que se liquefaz durante um dia?

Dado: isopor=0.010 W/(m.K)

2. Uma barra de aço de 10.0 cm de comprimento é

soldada pela extremidade com uma barra de cobre de

20.0 cm de comprimento. As duas barras são

perfeitamente isoladas em suas partes laterais. A seção

reta das duas barras é um quadrado de lado 2.0 cm. A

extremidade livre da barra de aço é mantida a 1000C

colocando-a em contato com vapor d’água obtido por

ebulição, e a extremidade livre da barra de cobre é

mantida a 00C colocando-a em contato com o gelo.

Calcule a temperatura na junção entre as duas barras e

a taxa total da transferência de calor.

e

TA

dt

dQ

eR

A

3. No exemplo anterior, suponha que as barras

estejam separadas. Uma extremidade é mantida a

1000C e a outra extremidade é mantida a 0

0C. Qual a

taxa total de transferência de calor nessas duas barras?

4. Radiação do corpo humano. Sabe-se que a área

total do corpo humano é igual a 1.20m2 e que a

temperatura da superfície é 300C = 303K. Calcule a

taxa total de transferência de calor do corpo por

radiação. Se o meio ambiente está a uma temperatura

de 200C, qual é a taxa resultante do calor perdido pelo

corpo por radiação? A emissividade e do corpo é

próxima da unidade, independentemente da cor da pele.

Dados: Lei de Stefan-Boltzmann: 4H A e T

4 4

sH A e T T

Constante de Stefan-Boltzmann:

8

2 45.67 10

W

m K

5. Uma placa quadrada de aço, com lado igual a 10

cm, é aquecida em uma forja de ferreiro até uma

temperatura de 8000C. Sabendo que a emissividade é

igual a 0.60, qual é a taxa total de energia transmitida

por radiação?

6. Um chip com embalagem de cerâmica de 40 pinos

possui rtérm = 40 K/W. Se a temperatura máxima que o

circuito pode tolerar com segurança não pode superar

1200C, qual é o mais elevado nível de potência que o

circuito pode tolerar com segurança para uma

temperatura ambiente igual a 750C?

7. Tira-se de uma fornalha uma peça fundida pesando

50 kgf, quando a temperatura era de 400°C, sendo

colocada num tanque contendo 400 kg de óleo a 30°C.

A temperatura final é de 40°C e o calor específico do

óleo, 0,5 cal-g-1

(0C)

-1. Qual o calor específico da peça

fundida? Desprezar a capacidade calorífica do tanque e

quaisquer perdas de calor.

0 0o p o o o p p pQ Q m c m c

400 0,5 40 30 50 40 400 0pc

00,11 calp g C

c

8. A evaporação do suor é um mecanismo importante

no controle da temperatura em animais de sangue

quente. Que massa de água deverá evaporar-se da

superfície de um corpo humano de 80 kg para resfriá-lo

1°C? O calor específico do corpo humano é

aproximadamente l cal g -1

• (°C) -1

e o calor latente de

vaporização da água na temperatura do corpo (37°C) é

de 577 cal • g -1

.


5

5

Quantidade de calor perdida pelo corpo

humano na variação de 10C:

80000 1 1 80000Q mc Q cal

80000138.65

577

LL v

v

QQ mL m g

L

9. Para as radiações abaixo, dados os

intervalos extremos de comprimento de onda, encontre

os intervalos correspondentes em freqüência (Hz) e

energia (eV).

Espect

ro visível

Visible

Core

s maxmin

(nm)

maxminf f f

(1014

Hz)

cf

maxminE E E

(eV)

1240E eV

nm

Red –

Verme

lho

622 -770 3,896 –

4,823

1,61 – 1,99

Orang

e – Laranj

a

597 - 622 4,823 –

5,025

1,99 – 2,08

Yello

w – Amare

lo

577 - 597

Green

–

Verde

492 - 577

Blue – Azul

455 - 492

Violet

–

Violeta

390 - 455

cc f f

814

max9

3 104,823 10

622 10f f

814

min9

3 103,8961 10

770 10f f

E h f 346,62 10h J s

cE h

834 3 10

6,62 10E

251,986 10E J

m

1eV=1,6 10-19

J

25

19 9

1 1,986 10

1,6 10 10E eV

nm

1240E eV

nm

min min

12401,61

770E eV E eV

10. Área do filamento de uma lâmpada de

tungstênio. A temperatura de operação do filamento de

tungstênio de uma lâmpada incandescente é igual a

2450K e sua emissividade é igual a 0.35. Calcule a área

da superfície do filamento de uma lâmpada de 150 W

supondo que toda a energia elétrica consumida pela

lâmpada seja convertida em ondas eletromagnéticas

pelo filamento. (Somente uma fração do espectro

irradiado corresponde à luz visível.)

11. Raios de estrelas. A superfície quente e

brilhante de uma estrela emite energia sob a forma de

radiação eletromagnética. É uma boa aproximação

considerar e = 1 para estas superfícies. Calcule os raios

das seguintes estrelas (supondo que elas sejam

esféricas):

(a) Rigel, a estrela brilhante azul da

constelação Órion, que irradia energia com uma taxa de

2.7.1032

W e a temperatura na superfície é igual a

11000K.

(b) Procyon B (somente visível usando um

telescópio), que irradia energia com uma taxa de

2.1.1023

W e a temperatura na sua superfície é igual a

10000K.

(c) Compare suas respostas com o raio da

Terra, o raio do Sol e com a distância entre a Terra e o

Sol. (Rigel é um exemplo de uma estrela supergigante e

Procyon B é uma estrela anã branca.

12. Determine o comprimento da barra

indicado para que o fluxo de calor seja de 250W.

Dados: condutividade térmica:

cobre:Cu

385,0 J(s m°C)-1

aço: Aço 50,2 J(s m°C)-1


6

6

13. A Lei do deslocamento de Wien é

obtida, impondo-se 0T

Para:

d

e

hcd

Tk

chT

1

185

Utilizando a Lei do deslocamento de Wien:

max

2.898mm K

T

Ache a que temperatura corresponde ao máximo

comprimento de max = 305 nm.

(b) Aplicando a Lei de Stefan-Boltzman: 4H A e T

: constante de Stefan-Boltzmann. 2

4

85.6699 10 W m

K

Encontre a potência dissipada nessa temperatura,

assumindo área 20 cm2 e emissividade e = 1;

14. Duas barras metálicas, cada qual com 5

cm de comprimento e seção reta retangular de 2 cm

por 3 cm, estão montadas entre duas paredes, uma

mantida a 100 0C e outra a 0

0C. Uma barra é de

chumbo (Pb) e a outra é de prata (Ag). Calcular:

(a) A corrente térmica através das barras.

(b) a temperatura da superfície de contato das

duas.

Dado: Condutividades térmicas:

Pb = 353 W/(m.K)

Ag = 429 W/(m.K)

15. As duas barras do exemplo anterior são

montadas como ilustra a figura a seguir. Calcular:

(a) A corrente térmica em cada barra

metálica.

(b) A corrente térmica total.

(c) A resistência térmica equivalente desta

montagem.

16. A temperatura superficial do Sol é cerca de

6000K.

(a) Se admitirmos que o Sol irradia como um

corpo negro, em que comprimento de onda max se

localizará o máximo da distribuição espectral?

(b) Calcular max para um corpo negro a

temperatura ambiente, cerca de 300 K.

17. Calcular a perda de energia líquida de uma

pessoa nua numa sala a 200C, admitindo que irradie

como um corpo negro de área superficial igual a 1.4 m2,

na temperatura de 33 0C. A temperatura superficial do

corpo humano é ligeiramente mais baixa que a

temperatura interna de 370C, em virtude da resistência

térmica da pele.

18. Na prática de construção civil, nos países

de língua inglesa, especialmente nos Estados Unidos, é

costume utilizar o fator R, simbolizado por Rf, que é a

resistência térmica por pé quadrado do material. Assim,

o fator R é igual ao quociente entre a espessura do

material e a condutividade térmica:

f

eR R A

A tabela ilustra os fatores de R para alguns

materiais de construção.

Tabela 1 – Fatores R para alguns materiais de

construção.

Material

e

(in)

Rf

(h.ft2.F/Btu)

Chapas divisórias

Gesso ou estuque

0.375 0.32

Compensado

(pinho)

0.5 0.62

Painéis de madeira 0.75 0.93

Carpetes 1.0 2.08

Isolamento de teto 1.0 2.8

Manta asfáltica 1.0 0.15

Chapas de madeira

asfáltica

1.0 0.44


7

7

Um telhado de 60 ft por 20 ft é feito de chapa

de pinho, de 1 in, cobertas por chapas de madeira

asfáltica.

(a) Desprezando a superposição das chapas de

madeira, qual a taxa de condução de calor através do

telhado, quando a temperatura no interior da

edificação for de 70 0F e no exterior 40 F ?

(b) Calcular a taxa de condução de calor se à

cobertura anterior forem superpostas 2 in de

isolamento especial para telhados.

19. A equação:

FY T

A

Fornece a tensão necessária para manter a

temperatura da barra constante à medida que a

temperatura varia. Mostre que se o comprimento

pudesse variar de ΔL quando sua temperatura varia de

ΔT, a tensão seria dada por:

0

LF A Y T

L

Onde:

F: tensão na barra.

L0: comprimento original da barra.

Y: Módulo de Young.

Α: coeficiente de dilatação linear.

20. Uma placa quadrada de aço de 10 cm de

lado é aquecida em uma forja de ferreiro até 1000C. Se

sua emissividade é e = 0.60, qual será a taxa total de

energia emitida por radiação ?

21 - Determine:

(a) As resistências térmicas do cobre, do aço

e a equivalente.

(b) O fluxo de calor através da barra de cobre

de seção quadrada da figura. A temperatura na

interface.


cobre:Cu

385,0 J(s m°C)-1


e

TA

dt

dQ

eR

A

22. – O espectro típico de uma lâmpada

fluorescente está indicado abaixo:

(a) Utilizando a Lei do deslocamento de Wien:

max

2.898mm K

T

Ache a que temperatura corresponde ao máximo

comprimento de onda dessas lâmpadas. Observe que o

pico em comprimento de onda ocorre para essas

lâmpadas em torno de max = 305 nm.

(b) Aplicando a Lei de Stefan-Boltzman: 4H A e T

: constante de Stefan-Boltzmann. 2

4

85.6699 10 W m

K

Encontre a potência dissipada nessa temperatura,

assumindo área 20 cm2 e emissividade e = 1;

23. – As lâmpadas UV fluorescentes são

usualmente categorizadas como lâmpadas UVA, UVB

ou UVC, dependendo da região em que maior parte de

sua irradiação se situa. O espectro UV está dividido

dentro de três regiões:

Região UVA, 315 a 400 nanômetros;

Região UVB, 280 a 315 nanômetros;

Região UVC, abaixo de 280 nanômetros.

Complete a relação da tabela.

Dados: cf ; E h f

346,62 10h J s ;

c= 3.108m/s; 1240

E eVnm

Região

(0

A )

f

(Hz)

E

(eV)

UVA > 109 < 3 x 10

9 < 10

-5

UVB 10

9 -

106

10-5

- 0.01

UVC 10

6 -

7000

3 x 1012

- 4.3 x

1014

Visível

4.3 x

1014

-

7.5 x

1014

2 - 3


8

8

24. – Se colocarmos as barras indicadas numa

ligação em paralelo encontre a resistência térmica

equivalente e o fluxo total de calor.


cobre:Cu

385,0 J(s m°C)-1


e

TA

dt

dQ

eR

A

25. – Explique o mecanismo das brisas

oceânicas.

26. – Determine o comprimento da barra

indicado para que o fluxo de calor seja de 250W.

Teoria cinética dos gases

1. – Qual volume ocupado por um mol de gás

perfeito?

n R TP V n R T V

P

2. – Calcule: (a) o número de moles n e (b) o

número de moléculas N em 2 cm3 de certo gás a 0°C e

1 atm de pressão.

Dado:

AN n N

236.02 10AN

3. – Uma certa massa de gás tem o volume de

2 L a 30°C na pressão de 1.2 atm. Se o volume do gás

for reduzido para 1.5L e aquecido a 60°C, qual sua

nova pressão?

4. – Quantos moles de gás estão na amostra

mencionada neste exemplo?

5. – A massa molecular do hidrogênio é 1.008

g/mol. Qual a massa de um átomo de hidrogênio?

Dado:A

Mm

N

6. – A massa do oxigênio gasoso (O2) é cerca

de 32 g/mol e a do hidrogênio gasoso (H2) é cerca de

2g/mol. Calcular:

(a) A velocidade média quadrática das

moléculas de oxigênio quando a temperatura for de 290

K.

(b) A velocidade média quadrática das

moléculas de hidrogênio quando a temperatura for de

290 K.

Dado:

2

3Omq

RTv

M

7. – Um cubo de alumínio, de 10 cm de lado, é

aquecido de 10°C a 30°C. Qual a variação de seu

volume? E da sua densidade?

8. – Um calorímetro de cobre de 100 g de

massa contém 150 g de água e 8 g de gelo, em

equilíbrio térmico a pressão atmosférica. Colocam-se

no calorímetro 100 g de chumbo à temperatura de

200°C. Achar a temperatura final se não houver perda

de calor para o meio ambiente.


9

9

Espectros de estrelas (Adaptado de:

http://docs.kde.org/stable/pt_BR/kdeedu/kstars/ai-

colorandtemp.html) As estrelas parecem ser exclusivamente

brancas a primeira vista. Mas se olharmos

cuidadosamente, podemos notar uma faixa de cores:

azul, branco, vermelho e até dourado. Na constelação

de Orion, um bonito contraste é visto entre o vermelho

de Betelgeuse no "sovaco" de Orion e o azul de

Bellatrix no ombro. O que faz estrelas exibirem cores

diferentes permanecia um mistério até dois séculos

atrás, quando físicos obtiveram suficiente

conhecimento da natureza da luz e propriedades da

matéria em temperaturas imensamente altas.

Especificamente, foi a física da radiação dos

corpos negros que nos possibilitou entender a variação

das cores estelares. Logo após o entendimento do que

era a radiação dos corpos negros, notou-se que o

espectro das estrelas parecia extremamente similar as

curvas da radiação dos corpos negros em várias

temperaturas, variando de poucos milhares de Kelvin

até 50.000 Kelvin. A conclusão óbvia é que estrelas

são semelhantes a corpos negros, e que a variação de

cor das estrelas é uma consequência direta da

temperatura de sua superfície.

Estrelas frias (isto é, Espectro Tipo K e M)

irradiam a maior parte de sua energia na região

vermelha e infravermelha do espectro

electromagnético e assim parecem vermelhas,

enquanto estrelas quentes (isto é, Espectro Tipo O e B)

emitem principalmente em comprimentos de onda azul

e ultravioleta, fazendo-as parecerem azul ou brancas.

Para estimar a temperatura superficial de uma

estrela, podemos usar a conhecida relação entre

temperatura de um corpo negro e o comprimento de

onda da luz no pico de seu espectro. Isto é, conforme

você aumenta a temperatura de um corpo negro, o pico

de seu espectro move-se para um menor (mais azul)

comprimento de onda luminoso. Isto é ilustrado na

Figura 1 abaixo onde a intensidade de três estrelas

hipotéticas é plotada contra o comprimento de onda. O

"arco-íris" indica a faixa de comprimento de onda que

é visível ao olho humano.

Figura 1 – Espectro de estrelas de diferentes cores.

Este método simples é conceitualmente

correto, mas não pode ser usado para obter

temperaturas estelares precisas, porque estrelas não são

corpos negros perfeitos. A presença de vários

elementos na atmosfera estelar fará com que alguns

comprimentos de onda sejam absorvidos.

Devido a estas linhas de absorção não serem

uniformemente distribuídas no espectro, elas podem

inclinar a posição do pico espectral. Além disso, obter

um espectro estelar é um processo de tempo intensivo e

é proibitivamente difícil para grandes amostras de

estrelas.

Um método alternativo utiliza a fotometria

para medir a intensidade da luz passando por diferentes

filtros. Cada filtro permite apenas uma parte específica

do espectro passar enquanto todas as outras são

rejeitadas. Um sistema fotométrico muito utilizado

chama-se sistema UBV Johnson. Ele emprega três

filtros de banda: U ("Ultra-violeta"), B ("Azul"), and V

("Visível"), cada uma ocupando as diferentes regiões

do espectro eletromagnético.

O processo de fotometria UBV envolve usar

dispositivos foto sensíveis (como filmes ou câmeras

CCD) e mirar um telescópio em uma estrela para medir

a intensidade da luz que passa por cada filtro

individualmente. Este processo fornece três

luminosidades aparentes ou fluxos (quantidade de

energia por cm2 por segundo) designados por Fu, Fb e

FV. A relação dos fluxos Fu/Fb e Fb/Fv é uma medida

quantitativa da "cor" da estrela, e estas relações podem

ser usadas para estabelecer uma escala de temperatura

para estrelas. Falando genericamente, quanto maiores

as relações Fu/Fb e Fb/Fv de uma estrela, mais quente é

sua temperatura de superfície.

Por exemplo, a estrela Bellatrix em Orion tem

um Fb/Fv = 1,22, indicando que é mais brilhante pelo

filtro B que pelo filtro V. Além disso, sua razão Fu/Fb é

2,22, então é mais brilhante pelo filtro U. Isto indica

que a estrela deve ser muito quente mesmo, pois seu

pico espectral deve estar em algum lugar na faixa do

filtro U, ou até mesmo em comprimentos de onda mais

baixos. A temperatura superficial de Bellatrix

(determinada por comparação de seu espectro com

modelos detalhados que conferem com suas linhas de

absorção) é perto de 25.000 Kelvin.

Podemos repetir esta análise para a estrela Betelgeuse.

Suas razões Fb/Fv e Fu/Fb são 0.15 e 0.18

respectivamente, então ela é mais brilhante em V e

mais opaca em U. Então, o pico espectral de Betelgeuse

deve estar em algum lugar na faixa do filtro V, ou

mesmo em um comprimento de onda superior. A

temperatura superficial de Betelgeuse é de apenas 2,400

Kelvin.

Os astrônomos preferem expressar as cores

estelares em termos de diferença em magnitudes, do

que uma razão de fluxos. Assim, voltando para a azul

Bellatrix temos um índice de cor igual a

B - V = -2.5 log (Fb/Fv) = -2.5 log (1.22) = -0.22,

Similarmente, o índice de cor para a vermelha

Betelgeuse é

B - V = -2.5 log (Fb/Fv) = -2.5 log (0.18) = 1.85

http://docs.kde.org/stable/pt_BR/kdeedu/kstars/ai-colorandtemp.html

http://docs.kde.org/stable/pt_BR/kdeedu/kstars/ai-colorandtemp.html

http://docs.kde.org/stable/pt_BR/kdeedu/kstars/ai-blackbody.html



http://docs.kde.org/stable/pt_BR/kdeedu/kstars/ai-flux.html


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Os índices de cores, como a escala de

magnitude ,correm para trás. Estrelas Quentes e

azuis têm valores de B-V menores e negativos que as

mais frias e vermelhas estrelas.

Um Astrônomo pode então usar os índices de

cores para uma estrela, após corrigir o

avermelhamento e extinção interestelar, para obter

uma precisa temperatura daquela estrela. A relação

entre B-V e temperatura é ilustrada na Figura 2.

Figura 2 – Relação B-V e temperatura.

Pirômetros Um pirómetro (também denominado de

pirómetro óptico) é um dispositivo que mede

temperatura sem contacto com o corpo/meio do qual

se pretende conhecer a temperatura. Geralmente este

termo é aplicado a instrumentos que medem

temperaturas superiores a 600 graus celsius. Uma

utilização típica é a medição da temperatura de metais

incandescentes em fundições.

Um dos pirómetros mais comuns é o de

absorção-emissão, que é utilizado para determinar a

temperatura de gases através da medição da radiação

emitida por uma fonte de referência, antes e depois da

radiação incidir sobre o gás (que absorve parte da

radiação). É através da análise das diferenças do

espectro do gás que se consegue determinar a sua

temperatura. Ambas as medições são feitas no mesmo

intervalo de comprimento de onda.

Outra aplicação típica do pirómetro é a

medição da temperatura de metais incandescentes.

Olhando pelo visor do pirómetro observa-se o metal,

ajustando-se depois manualmente a corrente elétrica

que percorre um filamento que está no interior do

pirómetro e aparece no visor. Quando a cor do

filamento é idêntica à do metal, pode-se ler a

temperatura numa escala disposta junto ao elemento de

ajuste da cor do filamento.

http://docs.kde.org/stable/pt_BR/kdeedu/kstars/ai-magnitude.html




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Descoberto por acaso o sucessor das lâmpadas incandescentes Redação do Site Inovação Tecnológica

25/10/2005 http://www.inovacaotecnologica.com.br/

Pegue um LED que produza uma luz azul

intensa. Recubra-o com uma finíssima película de

cristais microscópicos, chamados pontos quânticos, e

você terá a próxima revolução tecnológica na

iluminação, que poderá substituir virtualmente todas as

atuais lâmpadas.

Esse LED híbrido, descoberto por acaso pelo

estudante Michael Bowers, da Universidade

Vanderbilt, Estados Unidos, é capaz de emitir luz

branca verdadeira, similar à emitida pelas lâmpadas

incandescentes, com uma leve tonalidade de amarelo.

Até agora os pontos quânticos têm recebido

atenção graças à sua capacidade de produzir dezenas

de cores diferentes simplesmente variando-se o

tamanho dos nanocristais individuais: uma capacidade

particularmente adequada à marcação fluorescente de

células em aplicações biomédicas.

Mas os cientistas agora descobriram uma

nova forma para construir pontos quânticos capazes de

produzir espontaneamente luz branca de largo

espectro.

Até 1993 os LEDs só produziam luzes

vermelha, verde e amarela. Foi então que o

pesquisador japonês Isamu Akasaki descobriu como

fabricar LEDs que emitiam luz azul. Combinando

LEDs azuis com outros verdes e vermelhos - ou

adicionando-se fósforo amarelo aos LEDs azuis - os

fabricantes conseguiram criar luz branca, o que abriu

uma gama totalmente nova de aplicações para essas

fontes de luz, por natureza extremamente econômicas

e duráveis. Mas a luz emitda pelos "LEDs brancos" é

apenas ligeiramente branca, apresentando um forte

tom azulado.

Os pontos quânticos de luz branca, por outro

lado, produzem uma distribuição mais suave dos

comprimentos de onda do espectro visível, com uma

leve tonalidade amarela. Desta forma, a luz produzida

pelos pontos quânticos se parece mais com as luzes de

"espectro total" utilizadas para leitura, um tipo de

lâmpada disponível no mercado que produz uma luz

com um espectro mais próximo ao da luz do Sol do

que as lâmpadas incandescentes ou fluorescentes.

Além disso, os pontos quânticos, como

acontece também com os LEDs, têm a vantagem de

não emitir grandes quantidades de luz infravermelha,

como acontece com as lâmpadas incandescentes. Essa

radiação invisível produz grandes quantidades de calor

e é responsável pela baixa eficiência energética desse

tipo de lâmpada.

Bowers estava estudando com seu colega

James McBride, procurando entender como os pontos

quânticos crescem. Para isso eles estavam tentando

criar pontos quânticos cada vez menores. Foi então

que eles criaram um lote desses nanocristais de cádmio

e selênio. Esses elementos contêm 33 ou 34 pares de

átomos, o que é justamente o "tamanho mágico" no

qual o cristais preferencialmente se formam. Assim,

esses minúsculos pontos quânticos são fáceis de serem

produzidos, ainda que tenham apenas metade do

tamanho dos pontos quânticos normais.

Quando esses pontos quânticos foram

iluminados com um laser, ao invés da luz azul que os

estudantes esperavam, eles se encantaram com o branco

vivo que iluminou a mesa onde faziam seu

experimento.

A seguir os estudantes dissolveram seus

pontos quânticos em uma espécie de verniz para

madeira e "pintaram" um LED. Embora isso seja o que

se poderia chamar de uma típica uma idéia de

estudante, eles estavam, na verdade, montando sua

descoberta sobre uma fonte própria de luz, dispensando

o laser. O resultado não é nenhum primor de

acabamento, mas demonstra claramente que a junção

dos dois pode gerar uma nova fonte de luz branca que

poderá revolucionar todo o setor de iluminação.

A descoberta foi descrita em um artigo

publicado no exemplar de 18 de Outubro do Jornal da

Sociedade Americana de Química.

http://www.inovacaotecnologica.com.br/


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lista de exercícios - 1º bimestre sistemas iii dilatação...

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