Lei de Ohm

Esta lei dita que a diferença de potencial nos terminais de qualquer condutor metálico filiforme e homogéneo, a temperatura constante, é diretamente proporcional à intensidade da corrente que o percorre- inventada pelo cientista alemão Georg Simon Ohm

RESISTÊNCIA ELÉTRICA- oposição à passagem da corrente elétrica

Símbolo da grandeza: R
Unidade no SI: ohm
              . múltiplo: quilo-ohm         1 quilo-ohm = 1000 ohm
              . submúltiplo: miliohm       1miliohm= 0,001 ohm

Aparelho de medida: ohmímetro;

Pode-se medir diretamente: 




Pode-se medir indiretamente, usando uma fórmula:

 RELACIONA A D.D.P COM A INTENSIDADE


Relação entre a intensidade da corrente e a resistência elétrica

resistência pequena- bom condutor- grande intensidade
resistência grande- mau condutor- baixa intensidade

INTENSIDADE DA CORRENTE- numero de eletrões que passa numa secção reta d circuito por unidade de tempo.

Símbolo da grandeza: I
Unidade no SI: ampere (A)
              . múltiplo: quiloampere (kA)     1 kA= 1000A
              . submúltiplo: miliampere (mA) 1mA= 0,001A

Aparelho de medida: amperímetro; podem ser:

Amperímetro analógico

Multímetro digital

No caso, de serem analógicos é preciso ter atenção à escala, ao alcance (capacidade máxima) e à divisão mínima.

Instalam-se sempre em SÉRIE.

Circuito elétrico em paralelo: 


  Itotal= I1+I2+...

Circuito elétrico em série: 

 Itotal=I1=I2=...

Grandezas físicas associadas à corrente elétrica

DIFERENÇA DE POTENCIAL (d.d.p)- relaciona-se com a energia que fornece á unidade de carga elétrica que atravessa o circuito.

Símbolo da grandeza: U
Unidade no SI: volt (V)
              . múltiplo: quilovolt (kV)     1 kV= 1000V
              . submúltiplo: milivolt (mV) 1mV= 0,001V

Aparelho de medida: voltímetro; podem ser:

Multímetro digital

Voltímetro analógico

         


No caso, de serem analógicos é preciso ter atenção à escala, ao alcance (capacidade máxima) e à divisão mínima.

Instalam-se sempre em PARALELO.

Circuito elétrico em série: 

       Utotal= U1+ U2+...


Circuito elétrico em paralelo:

  Utotal= U1=U2=...

Circuitos em série e em paralelo

Aqui temos uma imagem de um circuito elétrico em série:

     O que acontece?

•  O interruptor comanda todas as lâmpadas;
•  Se uma das lâmpadas funde ou se apaga, as outras também;
•  Quanto mais lâmpadas, menos luminosidade tem cada uma

A CORRENTE ELÉTRICA SÓ TEM UM CAMINHO.

   Já aqui, temos um circuito elétrico em paralelo:

 O que acontece?

• O interruptor no ramo principal comanda todas as lâmpadas, mas instalado numa das ramificações, só comanda essa lâmpada;
•  Se uma das lâmpadas funde ou se apaga, as outras permanecem acesas;
•  Mesmo que haja mais lâmpadas, a luminosidade de cada uma mantém-se.

A CORRENTE ELÉTRICA TEM MAIS QUE UM CAMINHO.

Circuitos elétricos

Os circuitos elétricos são constituídos por:
- fontes de energia: baterias, pilhas..
-recetores de energia, que transformam a energia elétrica, noutros tipos de energia: lâmpadas, motor..

Tanto as pilhas como as lâmpadas têm dois terminais.      

No caso das pilhas chamamos polos (positivo e negativo)

Precisamos ainda de um interruptor, que vai permitir ligar ou desligar os recetores. Para que haja passagem da corrente elétrica é necessário que este esteja fechado. Caso contrário, o circuito será interrompido e por isso, a corrente estará desligada.

           

Para ligar entre si os dispositivos elétricos usamos fios de ligação com ou sem crocodilos.

Ainda podemos esquematizar circuitos elétricos. Para isso usamos os seguintes símbolos:

Corrente elétrica

O  que é a corrente elétrica?

 R: É o movimento orientado de partículas com carga elétrica: no caso dos metais, ligas metálicas e grafite são eletrões livres (que inicialmente se movimentam desordenadamente)....

...e nas soluções aquosas são iões (positivos e negativos, movimentando-se uns num sentido e os outros, no sentido oposto)

SENTIDOS DA CORRENTE ELÉTRICA: 

- sentido convencional- estabelecido por cientistas de antigamente; polo positivo para polo negativo

-sentido real- conhecimentos de hoje em dia; polo negativo para polo positivo

BONS E MAUS CONDUTORES ELÉTRICOS:

- bons condutores da corrente elétrica ou condutores elétricos- deixam a corrente elétrica passar; exemplos: metais, ligas metálicas e grafite

-maus condutores elétricos ou isoladores- não deixam a corrente elétrica passar; exemplos: plástico, algodão e borracha

Corrente pode ser:

-contínua (DC ou = )- se o sentido da corrente elétrica for sempre o mesmo, ou seja, não alterar. Exemplos: baterias, pilhas e associações de pilhas.

-alternada (AC ou ~)- se o sentido da corrente elétrica mudar periodicamente. No caso de Portugal, tem de frequência 50 Hz. Exemplo: tomada elétrica.

Leis de Newton

A 1ª lei de Newton ou lei da inércia 

Qualquer corpo permanece em repouso ou movimento retilíneo uniforme se o conjunto de forças que nele atuam têm resultante nula. O que quer dizer, que um corpo permanecerá na posição ou movimento em que está, até que nele seja aplicada uma força. 

INÉRCIA- é a oposição (resistência) de um corpo à alteração da sua velocidade.

Sabemos que quanto maior a massa de um corpo, maior é a sua inércia.


 A 2ª lei de Newton ou lei fundamental da dinâmica 

A força resultante do conjunto de forças que atuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direção e sentido da força resultante, que é tanto maior, quanto maior for a intensidade força resultante.
  Fr (força resultante)= massa x aceleração
Sabemos que quanto maior a massa de um corpo, menor a aceleração. 


A 3ª lei de Newton ou lei da ação-reação 

Quando dois corpos estão em interação (par ação-reação), à ação de um corpo sobre o outro corresponde sempre uma reação igual e oposta que o segundo corpo exerce sobre o primeiro.

Ou seja, as forças que constituem um par ação-reação têm:

- mesma direção e intensidade;
- sentidos opostos:
-pontos de aplicação diferentes

Impulsão

Força que é exercida em todos os corpos pelos líquidos ou gases, tendo sentido de baixo para cima.

Peso aparente- peso de um corpo na água (por exemplo);
              Calcula-se através da expressão: Pap= Pr-I   /   Peso aparente= Peso real- Impulsão

Peso Real- peso de um corpo no ar (ou seja, sem estar mergulhado em água)


Impulsão é maior nos líquidos do que nos gases.
Depende do:
- volume dos corpos (maior volume= maior impulsão)
- densidade do fluido (maior densidade= maior impulsão)

Aqui está um vídeo que podem ver, com explicação de exercícios sobre esta matéria:
https://www.youtube.com/watch?v=QfhMmt6fVO0

Pilha de Volta

A pilha de Volta foi o primeiro gerador estático de energia elétrica, tendo sido inventado por Alessandro Volta, por volta de 1800.

Em 1750, o anatomista italiano Luigi Galvani, dissecou uma rã e observou que quando dois metais diferentes entravam em contacto com ela, os músculos da coxa da rã contraíam, dizendo então que a corrente elétrica tinha origem nos músculos animais.

 Volta porém, partiu de um pressuposto diferente do de Galvani. Afirmava que a eletricidade tinha origem nos metais. De maneira a provar esta sua "teoria",  trocou os tecidos de organismos vivos e utilizou metais diversos como o ferro, o cobre e tecido molhado. Concluiu então, que a rã apenas reagia a essa eletricidade externa e que se fosse utilizado um metal diferente, os músculos da rã não se contraíam.

Construiu mais tarde,  um equipamento capaz de produzir corrente elétrica continuamente: a pilha de Volta, empilhando alternadamente discos de zinco e de cobre, separando-os por pedaços de tecido embebidos em solução de ácido sulfúrico. Esta produzia energia elétrica sempre que um fio condutor era ligado aos discos de zinco e de cobre, colocados na extremidade da pilha.

Aqui fica um video para perceberem melhor:

https://www.youtube.com/watch?v=e1cIUQtoMiw

Forças

A força é uma grandeza vetorial (caracteriza-se por direção, sentido, intensidade e ponto de aplicação) traduz interações entre varios corpos, por exemplo quando um corpo se deforma ou o seu estado de repouso ou movimento varia (a sua unidade é o Newton (N)).

FORÇA RESULTANTE

A força resultante é o resultado da ação de várias forças num corpo.

FORÇAS COM A MESMA DIREÇÃO E SENTIDO:

Se duas forças, com a mesma direção e o mesmo sentido, atuarem sobre um corpo a força resultante vai ser igual á soma das intensidades das forças a atuar sobre o corpo.

FORÇAS COM A MESMA DIREÇÃO E SENTIDO OPOSTOS:

Se duas forças com a mesma direção, mas co  sentidos opostos, atuarem sobre um corpo a força resultante vai ter uma direção igual á das duas forças, sentido igual ao da força com maior intensidade e uma intensidade igual á diferença entre a intensidade das forças aplicadas.

https://www.youtube.com/watch?v=97PbVukfdk0

FORÇAS COM DIREÇÕES DIFERENTES:

Se duas forças com direções diferentes atuarem sobre um corpo, a força resultante vai ter sentido e direção diferentes, calculndo- se a intensidade da seguinte maneira:

-utilizando o Teorema de Pitágoras (se o ângulo formado tiver 90º)

-utilizando a regra do paralelogramo (se o ângulo tiver amplitude diferente de 90º)

Distância de seguranca

• distância mínima necessária para que um veículo consiga parar sem colidir com um obstáculo.

Distância de segurança = distância de reação + distância de travagem

Distância de reação: distância percorrida pelo veículo desde que o condutor vê o perigo ou obstáculo até reagir (pôr o pé no travão).
Tempo de reação- tempo que o condutor demora até travar:
- quanto maior o tempo de reação, maior a distância percorrida.

 Calcula-se: velocidade inicial x tempo de reação


Distância de travagem- distância percorrida pelo veículo desde que o condutor trava, até parar (diminuindo a velocidade).
Tempo de travagem- tempo que o condutor demora desde que trava até que para.

Calcula-se: velocidade inicial x tempo de travagem
                   ------------------------------------------------
                                                  2

Para uma melhor consolidação desta matéria, é aconselhável verem este vídeo:
https://www.youtube.com/watch?v=oTVNxFss21o&app=desktop

Classificacao de movimentos

Os movimentos estão classificados em:

• Movimento retilíneo uniforme- velocidade é constante ao longo do tempo, mantendo a mesma direção, sentido e valor ao longo do tempo, e a aceleração média é nula.

 

• Movimento uniformemente variado (velocidade média alters-se e a aceleração média é constante).

1. Movimento retilíneo uniformemente acelerado- velocidade media Vai aumentando ao longo do tempo e a aceleração média vai ser positiva

 

     2 . Movimento retilíneo uniformemente retardado-velocidade média vai diminuindo ao longo do tempos e a aceleração média vai ser negativa

  

Diferença entre rapidez média e velocidade media. Aceleração média

Rapidez média- grandeza escalar,  que corresponde a razão entre a distância percorrida (m) em cada unidade de tempo (s)

Rapidez Média = distância percorrida/ intervalo de tempo

Unidade no Sistema Internacional (SI)- metro por segundo (m/s)

Velocidade Média- grandeza vetorial, que corresponde a razão entre deslocamento e intervalo de tempo. Informa-nos acerca da rapidez a que o corpo se move é a direção e sentido.

O vetor velocidade caracteriza-se por:
- direção, que é:

•   a  direção da trajetória, se o movimento for retilíneo;
•  a direção da tangente à trajetória, se o movimento for curvilíneo

-sentido 

- ponto de aplicação (posição ocupada pelo corpo no instante considerado) 

- intensidade

- valor 

NOTA IMPORTANTE: a velocidade de dois corpos (ex: dois automóveis) só é igual se tiverem a mesma direção,sentido e valor. Se um destes elementos for diferente, então a velocidade entre esses dois corpos é diferente.

Aceleração Média- grandeza vetorial, que nos indica como varia a velocidade num determinado intervalo de tempo. A aceleração pode ser positiva(se o seu sentido é igual ao da velocidade) ou negativa (se o seu sentido é contrário ao da velocidade)

Diferença entre distância percorrida e deslocamento

Distância percorrida- medida sobre a trajetória medida pelo movimento; depende da trajetória.

    Grandeza Escalar- porque fica definida através de um valor numérico e a sua respeita unidade de medida (m).

TRAJETÓRIA - linha imaginária que une diferentes posições que o corpo realiza no seu movimento.

Deslocamento- (Δx) medida da linha reta que une a posição inicial e a posição final. Não depende da trajetória e é a menor distância possivel. 

     Grandeza Vetorial- representa-se por um vetor

Como caracterizar o vetor deslocamento?

- ponto de aplicação (ponto onde o vetor começa)

- direção (horizontal, vertical...)

-sentido( esquerda para a direita, da direita para a esquerda, de cima para baixo...)

-intensidade ou valor (tamanho do vetor)

NOTA IMPORTANTE:QUANDO UM CORPO DESCREVE UM MOVIMENTO RETILÍNEO, SEM INVERSÃO DE SENTIDO, O VALOR DE DESLOCAMENTO E DE DISTÂNCIA PERCORRIDA É IGUAL.

Introdução ao estudo dos movimentos

Tanto o movimento como o repouso de um corpo são RELATIVOS, porque dependem de um referencial( lugar ou objeto de onde se faz a observação).

Movimento- a posição de um corpo varia, em relação a um referencial, à medida que o tempo decorre.

Repouso- a posição de um corpo não varia, em relação a um referencial, à medida que o tempo decorre.

Para descrever um movimento tem de se ter em conta duas variáveis: a posição e o tempo. Com esta informação, constroem-se gráficos POSIÇÃO-TEMPO.

Compostos de carbono

HIDROCARBONETOS- compostos formados por carbono e hidrogénio

O nome destes compostos começa com:
- met -se tiver apenas 1 átomo de carbono
-et - se tiver 2 átomos de carbono
-prop - se tiver 3 átomos de carbono
-but - se tiver 4 átomos de carbono
-pent - se tiver 5 átomos de carbono
-hex- se tiver 6 átomos de carbono

- são muito bons combustíveis. Há dois tipos de combustões dos hidrocarbonetos:

• Completa: hidrocarboneto+oxigénio- dióxido de carbono+ agua+ energia

ex:          CH4+ 2O2- CO2+  2H2O   ( metano- já acertada)

•  Incompleta: hidrocarboneto+ oxigênio- monóxido de carbono/ carbono + agua+ energia

ex:          CH4+3O2- 2CO+ 4H2O      ( metano- já acertada)

Podem ser:

1. Alcanos- se as ligações forem todas covalentes simples; são saturados. São muito usados no dia a dia , encontrando-se no gás natural e no petróleo. Acabam sempre em -ano 
2. Alcenos - se tiver uma ou mais ligações covalentes duplas; são insaturados. São utilizados como matéria prima na indústria quimica : álcool etílico. Acabam sempre em -eno 
3. Alcinos- se tiver ou mais ligações covalentes triplas; são insaturados. São utilizados na produção de ácido acetico, por exemplo. Acabam sempre em -ino

Propriedades das substâncias

MOLECULARES

• Unidade estrutural/ corpúsculos constituintes: moléculas 
• Forças de coesão dos corpúsculos: fracas
• Pontos de fusão e ebulição:baixos ( devido às fracas forças entre os corpúsculos)
• Condutibilidade elétrica: más condutoras; se soluções aquosas, moléculas apolares ( más condutoras) e se forem moléculas polares (boas condutoras)
• Podem a presenter-se nos 3 estados físicos (liquido, gasoso e sólido, à temperatura ambiente)
• Sólidos: muito duros e quebradiços

IÓNICA 

• Unidade estrutural/ corpúsculos constituintes: iões negativos (não metais) e positivos(metais)
• Forças de coesão dos corpúsculos: fortes
• Pontos de fusão e ebulição: elevados ( devido às intensas forças entre os corpúsculos)
• Condutibilidade elétrica: quando sólidas são más condutoras; se soluções aquosas ou fundidas, são boas condutoras
• À temperatura ambiente, apresenta-se no estado sólido
• Duras e quebradiças( porque quando sujeitas a forças, aumenta a repulsão entre iões do mesmo tipo, separando-se); não deformáveis.

METÁLICAS

• Unidade estrutural/ corpúsculos constituintes: iões positivos e eletrões livres
• Forças de coesão dos corpúsculos: fortes
• Pontos de fusão e ebulição: variáveis
• Condutibilidade elétrica: boas condutoras, devido à existência de eletrões livres( com grande mobilidade)
• Podem apresentar-se no estado líquido, no caso do mercúrio (por exemplo) , mas a maioria está no estado sólido 
• Dúcteis, duros, não quebradiços e por isso, maleáveis ( porque os átomos deslizam uns sobre os outros, permanecendo unidos)

DIAMANTE - conjunto de átomos de carbono. Cada átomo de carbono está unido por 4 ligações covalentes simples; forma tetraédica.

- mau condutor elétrico

-substância mais dura na Natureza

- ponto de fusão elevado

GRAFITE-  conjunto de átomos de carbono. Cada átomo de carbono está unido por 3 ligações covalentes simples; forma de hexágonos.

-boa condutora elétrica(eletrões livres)

- mole e risca o papel (os eletrões deslizam uns sobre os outros)

-ponto de fusão elevado

Ligação química

Pode ser:

• COVALENTE- partilha de eletrões entre átomos de elementos com tendência a captar eletrões, de forma a que fiquem estáveis(não metais com não metais; não metais com hidrogénio)
• IÓNICA- atração entre iões positivos e iões negativos, porque os iões resultam da transferência de eletrões de átomos com tendência a captar os eletrões que outros átomos têm tendência a libertar (não metais com metais)
• METÁLICA- atração enter iões positivos e eletrões livres ( metais e metais)

*Na Tabela Periódica, o grupo dos Gases Nobres não forma ligação

Forma das Moléculas

Ângulo de ligação- ângulo formado pelos segmentos de reta que unem o nucleo de um átomo aos nucleos do(s) átomo(s) a ele ligados

Geometria das moléculas- resulta da distribuição dos átomos no espaço. Pode ser:

1. Linear- Formam um ângulo de 180°(todas as moléculas diatómicas e algumas triatómicas)
2. Angular- formam um ângulo inferior a 180°(moléculas triatómicas)
3. Triangular plana-formam um ângulo de 120° (moléculas tetratómicas)
4. Piramidal- ligacoes não estao no mesmo plano (moléculas tetratómicas)
5. Tetraédica-amplitude dos ângulos aproximada a 109°(molécula pentatómica)

Moléculas diatómicas e poliatómicas

MOLÉCULAS DIATÓMICAS

• O tamanhos das moléculas depends do tamanhos dos átomos que as constituem; quanto maiores sao os átomos,  maiores as moléculas;
• Quando as moléculas sao constituidas por dois atomos diferentes, a densidade da nuvem eletrónica e superior junto a um desses atomos, logo, vão existir 2 polos:

- o negativo - excesso de carga negativa

- o positivo- escassez de carga negativa

- Neste caso, as moléculas vão então denominar-se por POLARES.

EXEMPLO (molécula cloreto de hidrogénio)

• Quando as moléculas sao constituidas por dois átomos iguais, a densidade da nuvem eletrónica e a mesma, ou seja, está simetricamente distribuida, logo, não existem polos.

-Neste caso, as moléculas vão denominar-se por APOLARES.

EXEMPLO( molécula de di-hidrogénio)

MOLÉCULAS POLIATÓMICAS

• SE formadas por átomos iguais- APOLARES
• Se formadas por átomos diferentes -POLARES OU APOLARES

MOLÉCULAS - conjunto de átomos ligados quimicamente entre si nos qual há dois ou mais núcleos e apenas uma nuvem eletrónica.

Nuvem eletrónica das moléculas:

• Mais densa nas zonas mais próximas do núcleo e entre os núcleos dos átomos ligados, onde é mais provável encontrar eletrões;
• Menos densa nas zonas mais afastadas dos núcleos, onde é menos provável se encontrar eletrões;

Comprimento de ligação- distância média entre os núcleos de dois átomos interligados.