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MÓDULO I – FÍSICA
1. GRANDEZAS FÍSICAS
1.1. GRANDEZA ESCALAR – necessita somente do módulo(valor numérico). Ex.:
massa;
1....
• Trabalho de uma força que forma um ângulo menor que 90º com a horizontal:
T = F. d. cos ;
• Trabalho de uma força perpen...
• É dado em %.
2.6. Densidade Absoluta e relativa, Pressão Hidrostática e Atmosférica
• A densidade absoluta (d) de uma su...
Estava criada a escala Celsius. Sua vantagem era que ela poderia ser reproduzida em
qualquer canto do planeta, afinal, ao ...
Como você pôde ver, cada
uma das três escalas foi
definida de uma maneira
diferente. Veja ao lado qual
a relação existente...
A unidade e capacidade térmica é cal/ºC
A capacidade térmica de um corpo representa a quantidade de calor
necessária para ...
de sublimação,
dependendo do
fenômeno que estiver
ocorrendo.
Passagem de sólido para líquido (fusão)
Imagine se pudéssemos...
"Quando a temperatura de uma substância está mudando, ela não pode estar ao
mesmo tempo mudando de estado. Por outro lado,...
álcool 25
alumínio 95
cloreto de sódio 124
cobre 49
chumbo 6
enxofre 119
estanho 14
hidrogênio 14
mercúrio 2,7
nitrogênio ...
Na próxima tabela temos os valores da quantidade de calor necessária para fazer com
que 1g de destas substâncias passe do ...
A constante de proporcionalidade que transforma essa relação em uma igualdade, é o
coeficiente de dilatação linear do mate...
Utilizando-se o mesmo raciocínio anterior e introduzindo-se o coeficiente de dilatação
volumétrica , tal que
= 3 ,
teremos...
3.6. Dilatação Térmica dos Gases Perfeitos, transformações Gasosas e suas Leis
TRANSFORMAÇÕES GASOSAS
Uma transformação ga...
Transformação isobárica
(Lei de Gay - Lussac)
Para um dado número n de mols, tem-se:
proporcionalidade.
, onde T é a tempe...
Graficamente, tem-se:
LEI GERAL DOS GASES
É uma consequência das leis que regem as três transformações descritas
ou , onde...
Um gás está em condições normais de temperatura e pressão (CNTP) quando esta
submetido a 1 atm (105
N/m2
) de pressão e à ...
*Contínua: é toda corrente elétrica de sentido e intensidade constantes com o
tempo;
*Alternada: é toda corrente elétrica ...
4.4. Geradores Elétricos
Geradores Elétricos
Percorrendo os fios condutores de nossa casa até seu outro extremo, chegamos ...
Como a ddp que surge se deve a reações químicas que ocorrem entre a solução e as
placas, concluímos que: o dispositivo con...
termoelétrico, que consiste de duas tiras de metais diferentes, unidas em uma das
extremidades.
Assim podemos dizer que o ...
A ciência tentou, em laboratório, produzir descargas em miniatura. Mesmo em
escala reduzida, é necessário enorme tensão el...
FORÇA CONTRA-ELETROMOTRIZ (FCEM) DO RECEPTOR
Você sabe que a força eletromotriz corresponde à quantidade de energia recebi...
Ø Ud corresponde a uma ddp relacionada à resistência elétrica interna (r’)* do
receptor, onde a energia alétrica é dissipa...
O circuito elétrico mais simples pode ser assim constituído (por exemplo, uma lanterna
elétrica constituída por uma pilha ...
MÓDULO II - QUÍMICA
1. INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA QUÍMICA E PROPRIEDADES DA MATÉRIA
PROPRIEDADES GERAIS DA MATÉRIA
A matéria ...
medida em gramas e o volume em cm cúbicos, a densidade é obtida em gramas por
cm cúbicos. Ex: Qual a densidade de um corpo...
este fica incandescente, depois de apagá-lo, este não volta mais ao seu estado
anterior(antes de acendê-lo), não podemos r...
Uma outra característica importante das substâncias puras refere-se a sua
composição, que é sempre fixa e definida, por ex...
intenso de tal forma que o componente mais denso se deposite no fundo do
recipiente.
A manteiga é separada do leite por ce...
técnica e a aparelhagem utilizada na destilação fracionada é a mesma utilizada
na destilação simples, apenas deve ser colo...
Exemplo:
· Reação de deslocamento ou simples-troca: ocorre quandouma substância
simples reage com uma substância composta,...
5. NÚMERO DE OXIDAÇÃO E OXIREDUÇÃO
Número de oxidação (nox) é um número associado à carga de um elemento numa
molécula ou ...
Quando um elemento perde eléctrões ( carga negativa ) adquire estado de oxidação
positivo. Quando ganha electrões adquire ...
A – Soluções diluídas: ocorre quando é dissolvido pouco soluto no solvente.
B – Soluções concentradas: ocorre quando é dis...
Molalidade: é a relação entre a número de mols do soluto, e a massa
do solvente (em Kg).
• Diluição de soluções;
Diluir um...
Cf = 2,25 g/L
7. TERMOQUÍMICA: ENERGIA INTERNA, ENTALPIA, CALORES DE REAÇÃO
• Energia Interna:
A energia interna U de um s...
Como Hr > Hp temos que D H = Hp - Hr Þ D H < 0. O calor de reação é negativo,
indicando a saída de calor do sistema. Esta ...
Segundo a equação, a reação entre 1 mol de ácido clorídrico em solução
aquosa com 1 mol de hidróxido de sódio em solução a...
pH = – log [H+
] pOH = – log [OH–
]
pH + pOH = 14 (a 25 ºC)
Para soluções ácidas: pH < 7 e pOH > 7
Para soluções básicas: ...
Tipos de Carbono;
A – Carbono Primário (P): é o carbono que se liga a no máximo 1 outro átomo de
carbono.
B – Carbono Secu...
• Quanto à ligação entre os átomos de carbono;
A – Cadeia Saturada: é aquela em que os átomos de carbono se ligam
somente ...
• Quanto à Natureza dos átomos de carbono;
A – Cadeia Homogênea: é aquela que não apresenta átomos diferentes de
carbono i...
11. ESTUDO DOS ÁCIDOS, BASES, SAIS E ÓXIDOS
A acidez e a basicidade das soluções podem ser evidenciadas pelas
concentraçõe...
Bronsted e Lowry em 1923, propuseram uma teoria mais ampla , válida
para todos os meios ( meio alcóolico, meio aquoso, etc...
Representação: Nitrato de sódio (NaNO3), Carbonato de sódio (Na2CO3),
Bicarbonato de sódio (NaHCO3), Fluoreto de sódio (Na...
Manutenção corretiva não planejada: caracteriza-se pela atuação da
manutenção em um fato já ocorrido, seja este uma falha ...
maior a simplicidade da reposição;
mais altos forem os custos de falhas;
mais as falhas prejudicarem a produção; e
maiores...
Corrente Contínua Série
Auto-excitação Paralelo
Composto
02.1.2. Motores de Corrente Alternada
São motores que funcionam a...
Vantagens:
único motor elétrico que tem velocidade constante tanto a vazio como
com carga, considerando-se que a freqüênci...
onde:
Esse campo magnético H induz uma corrente nas barras do rotor que, por
sua vez, gera um campo magnético que se opõe ...
Sendo o motor de indução uma máquina robusta e de construção simples,
sua vida útil depende quase exclusivamente da vida ú...
usar o equipamento apenas para a finalidade a que se destina;
responsabilizar-se pela guarda e conservação do equipamento;...
avental de lona: utilizado com trabalhos e seco e com provável risco
de pegar fogo, e contra riscos de cortes e atritos;
c...
finalidade de distribuir a força do impacto em caso de queda ( trava
de segurança ) e corda ( confeccionada em náilon
cânh...
é realizado e com ele se relacione diretamente (também constante da relação
supracitada). Ex: Disacusia ( surdez ) em trab...
1) ao INSS
2) à empresa
3) ao segurado ou dependente
4) ao sindicato de classe do trabalhador
5) ao Sistema Único de Saúde...
prevenção, a análise de acidentes estruturada em fatos reais, com a
participação efetiva de todos os envolvidos, proposiçã...
04.2.1.2. Medição por comparação INDIRETA
Compara-se o objeto da medida com um padrão de mesma natureza ou
propriedade, in...
2. substituição
3. comparação ou balanço de nulo
04.5. Procedimento de medição ( Terminologia – VIM 2.5 )
Procedimento é u...
A modificação pode ser eliminada ou diminuída através da
compensação da medição, quando se fazem as medições que afetam a
...
Conhecimentos especificos
Conhecimentos especificos
Conhecimentos especificos
Conhecimentos especificos
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  1. 1. For Evaluation Only. Copyright (c) by Foxit Software Company, 2004 - 2007 Edited by Foxit PDF Editor
  2. 2. MÓDULO I – FÍSICA 1. GRANDEZAS FÍSICAS 1.1. GRANDEZA ESCALAR – necessita somente do módulo(valor numérico). Ex.: massa; 1.2. GRANDEZA VETORIAL – necessita do módulo(valor numérico), direção(horizontal, vertical ou diagonal) e sentido(da esquerda p/ direita, da direita p/ esquerda de cima p/ baixo, de baixo p/ cima e etc.). Ex.: Força, peso. 1.3. Sistema Internacional de Unidades(SI) • tempo em segundos(s); • espaço em metros(m); • massa em kilograma(kg); • força: Newton(N); • velocidade: m/s; e • aceleração: m/s2 . 2. MECÂNICA 2.1. Leis de Newton • 1ª Lei: Inércia – Um corpo tende a permanecer em movimento, quando está em movimento(movimento retilínio uniforme) e em repouso, quando está em repouso. A resultante das forças que atuam neste corpo é igual a zero(R = 0); • 2ª Lei: Princípio Fundamental da Dinâmica – A resultante das forças aplicadas a um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida( F = m.a). P = m.g(peso é igual a massa multiplicado pela gravidade); • 3ª Lei: Ação e Reação – Sempre que dois corpos quaisquer A e B interagem, as forças exercidas são mútuas. Tanto A exerce força em B, como B exerce força em A. As chamadas forças de ação e reação não se equilibram pois estão aplicadas em corpos diferentes. 2.2. Força e Peso • Força: F = m.a(unidade: N – Newton); • Peso: P = m.g(Unidade: N – Newton). Obs.: É a força de atração que a terra exerce no corpo. 2.3. Forças de Atrito Dinâmico(movimento) e Estático(parado) • Força de Atrito Dinâmico: fat - µd.N, onde µd é o coeficiente de atrito dinâmico e N é a força Normal; • Força de Atrito Estático(na iminência de movimento): fat - µe.N, onde µe é o coeficiente de atrito estático e N é a força Normal. 2.4. Trabalho de Força(Unidade: J – Joule) • Trabalho de uma força horizontal: T = F.d(Trabalho é igual a força multiplicado pelo deslocamento;
  3. 3. • Trabalho de uma força que forma um ângulo menor que 90º com a horizontal: T = F. d. cos ; • Trabalho de uma força perpendicular ao deslocamento(ângulo de 90º): T = 0(zero). • Obs: O trabalho é igual a área da figura apresentada no gráfico F x d(força por deslocamento); F T = Área d T = b x h(área do retângulo) 2.4.1. Energia cinética, potencial, gravitacional, elástica, mecânica e sua conservação: • Energia Cinética: Ec = mv2 /2(unidade: J – joule); • Energia Potencial Gravitacional: Ep = Peso x Altura ou m.g.h(massa x gravidade x altura) – unidade: J; • Energia Potencial Elástica: Epe = kx2 /2(unidade: J), onde k é a constante elástica da mola e x a deformação da mola; • Energia Mecânica: Em = Ec + Ep(energia mecânica e igual a soma da energia cinética mais a energia potencial) – Unidade: J; • Conservação da Energia mecânica: A energia de um sistema se conserva quando ele se movimenta sob ação de forças conservativas e eventualmente de outras forças que realizam trabalho nulo, ou seja: EmA = EmB ou EcA + EpA = EcB + EpB • Obs.: A energia pode ser calculada também em calorias(cal), onde: 1 cal = 4,1855J. 2.5. Potência Mecânica e Rendimento de uma Máquina: • Potência: Pot = F. t(potência e igual a força multiplicada pela variação do tempo) ou Pot = T/ t (trabalho dividido pela variação do tempo) – Unidade: Watt(W) • • Rendimento: Na realidade na maioria das vezes que uma máquina realiza um trabalho, parte da energia total fornecida para a máquina é dissipada por algum motivo (atrito, combustão inadequada, etc.). Sendo assim podemos considerar esta perda no problema pela seguinte relação: • é o rendimento da máquina • P u é a potência útil (o que se aproveita) • P t é a potência total recebida
  4. 4. • É dado em %. 2.6. Densidade Absoluta e relativa, Pressão Hidrostática e Atmosférica • A densidade absoluta (d) de uma substância é definida como a relação entre a sua massa e o seu volume : d = m/V(densidade absoluta é igual a massa dividida pelo volume) • A densidade relativa drel = dA/dB unidade: 1g/cm3 = 1kg/l = 1000kg/m3 de um material é a relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. • Pressão Hidrostática: Segundo o teorema de Stevin permite concluir que todos os pontos de uma mesma profundidade h(altura) e pertencentes a um mesmo líquido em equilíbrio possuem a mesma pressão. Ainda baseado no mesmo teorema de Stevin concluímos que uma coluna líquida exerce na sua base uma pressão, devido ao seu peso, denominada de pressão hidrostática e expressa por: PH = dgh(pressão hidrostática e igual a multiplicação da densidade pela gravidade e pela altura). • Pressão Atmosférica: É a pressão da atmosfera terrestre na superfície da Terra (TORRICELLI) – Patm = 1atm = 76cmHg = 760mmHg 1,013 x 103 N/m2 3. TERMOLOGIA 3.1. Conceitos de calor, de temperatura e de equilíbrio térmico • Calor: A energia térmica pode transferir-se de um corpo para outro quando entre eles houver diferença de temperatura. A energia térmica em trânsito é denominada de calor; • Temperatura: Trata-se da medida do grau de agitação das moléculas de um corpo; • Equilíbrio Térmico: Quando dois corpos de temperatura diferente trocam calor, a situação final de equilíbrio que traduz uma igualdade de temperaturas dos corpos constitui o equilíbrio térmico. Desta forma, dois corpos em equilíbrio térmico possuem obrigatoriamente temperaturas iguais. 3.2. Escalas termométricas Escala Celsius A escala Celsius foi criada por Anders Celsius, um astrônomo sueco, em 1742. Ele escolheu como pontos fixos, os quais a sua escala seria baseada, os pontos de fusão do gelo (quando o gelo vira água) e de ebulição da água (quando a água ferve). Ele colocou um termômetro dentro de uma mistura de água e gelo, em equilíbrio térmico, e na posição onde o mercúrio estabilizou marcou o ponto zero. Depois colocou o termômetro na água em ebulição e onde o mercúrio estabilizou marcou o ponto 100.
  5. 5. Estava criada a escala Celsius. Sua vantagem era que ela poderia ser reproduzida em qualquer canto do planeta, afinal, ao nível do mar, a água sempre vira gelo e ferve no mesmo ponto, e agora também na mesma temperatura. A escala Celsius é a mais comum de todas as escalas termométricas. Escala Fahrenheit Esta escala foi criada pelo inventor do termômetro de mercúrio, Daniel Gabriel Fahrenheit, lá pelos anos de 1714. Para isso ele escolheu dois pontos de partida, chamados atualmente de pontos fixos. Inicialmente ele colocou seu termômetro, ainda sem nenhuma escala, dentro de uma mistura de água, gelo e sal de amônio. O mercúrio ficou estacionado em determinada posição, a qual ele marcou e chamou de zero. Depois ele colocou este mesmo termômetro para determinar um segundo ponto, a temperatura do corpo humano. Quando o mercúrio novamente estacionou em determinada posição ele a marcou e chamou de 100. Depois foi só dividir o espaço entre o zero e o 100 em cem partes iguais. Estava criada a escala Fahrenheit. Depois disso, quando Fahrenheit colocou seu termômetro graduado numa mistura de água e gelo, obteve o valor de 32ºF, e quando colocou-o em água fervendo obteve o valor de 212ºF. Portanto, na escala Fahrenheit a água vira gelo a 32ºF e ferve a 212ºF. Esta escala é mais usada nos países de língua inglesa, com exceção da Inglaterra, que já adotou o Celsius. Escala Kelvin Já vimos que a temperatura é uma grandeza que mede o nível de agitação das moléculas de um corpo. Quanto maior a agitação maior a temperatura, e quanto menor a agitação, menor a temperatura. O que seria então lógico pensar a respeito da temperatura quando as moléculas de um corpo qualquer não tivessem agitação nenhuma ??? Pois é, a temperatura deveria ser igual a zero. Se não tem agitação não tem também temperatura. Este estado de ausência de agitação é conhecido como zero absoluto, e não pode ser experimentalmente alcançado, embora possa se chegar muito próximo dele. A escala Kelvin adota como ponto de partida (0 K) o zero absoluto, ou seja, o ponto onde ocorre esta ausência total de vibração das moléculas. Nesta escala o gelo se forma a 273K e a água ferve a 373K (ao nível do mar). Esta escala é muito usada no meio científico, já que ela pertence ao Sistema Internacional (SI). Relação entre as escalas termométricas
  6. 6. Como você pôde ver, cada uma das três escalas foi definida de uma maneira diferente. Veja ao lado qual a relação existente entre elas levando-se em conta o ponto de ebulição da água e fusão do gelo. Note que estes pontos mudam dependendo da escala adotada. Se você me perguntar qual a temperatura de fusão do gelo eu posso te dar três respostas: 0ºC, 32ºF ou 273K. Todas representam a mesma temperatura. Seria mais ou menos se uma pessoa falasse que andou 2 metros enquanto outra falasse que andou 200 centímetros. Embora os números sejam diferentes, a distância é a mesma nos dois casos. Agora você deve estar se perguntando: "Como eu faço para transformar uma escala na outra ?" Se alguém me falar que a temperatura em Nova Iorque é de 59ºF, como vou saber realmente se lá está muito quente ou frio, já que eu estou acostumado com outra escala, a Celsius ? Existe uma equação que pode ser usada para fazer estas conversões. Com ela podemos transformar ºF em ºC, K em ºC e ºF em K, e outras transformações mais que quisermos. veja a equação abaixo: 3.3. Calor Específico, Capacidade Térmica e Trocas de Calor • Calor específico: é igual à quantidade de calor que deve ser cedida a 1 grama da substância para provocar nela uma variação de temperatura de 1ºC. unidade: cal/gºC • Capacidade Térmica: É o quociente entre a quantidade de calor Q recebido ou cedido por um corpo e a correspondente variação de temperatura D t. ou C = m.c
  7. 7. A unidade e capacidade térmica é cal/ºC A capacidade térmica de um corpo representa a quantidade de calor necessária para que a temperatura do corpo varie de 1ºC • Trocas de Calos: Consideremos um corpo de massa m à temperatura inicial t i . Fornecendo-se uma quantidade de calor Q a esse corpo, suponha que sua temperatura aumente até t f . A experiência mostra que a quantidade de calor Q é proporcional à massa e à variação de temperatura (t f - t i ); logo: Em que: c é chamado calor específico da substância D t = t f - t i é a variação de temperatura. Observações: 1 a .) Se t f > t i o corpo recebe calor, isto é, Q > 0. Se t f < t i o corpo cede calor, isto é, Q < 0. 2 a .) O produto mc é a capacidade térmica do corpo; logo: C = mc 3.4. As Mudanças de Estado Físico e Calor específico Latente Mudanças de estado físico As substâncias podem mudar de estado físico (sólido, líquido, gasoso etc) e isso depende principalmente das condições de pressão e temperatura a que estão expostas. Existem nomes que representam cada uma destas "passagens" entre estados físicos (mudanças de fase), veja abaixo quais são. OBS: cada substância possui uma temperatura onde estas mudanças de estado costumam ocorrer (esta temperatura depende da pressão). A esta temperatura damos o nome de ponto de fusão, ponto de vaporização, ponto de liquefação, ponto de solidificação ou ponto
  8. 8. de sublimação, dependendo do fenômeno que estiver ocorrendo. Passagem de sólido para líquido (fusão) Imagine se pudéssemos ver as moléculas de gelo (água no estado sólido) No estado sólido as moléculas de H2O estão organizadas na forma de cristais de gelo (as moléculas estão firmemente agrupadas). Vale lembrar que quanto menor a temperatura, menos intensa é a agitação molecular De repente algo fornece calor a esta estrutura estável de gelo, fazendo com que a agitação térmica das moléculas comece a aumentar gradativamente. Aos poucos as estruturas que formam o cristal de gelo (pontes de hidrogênio) vão se rompendo e o gelo (sólido) começa a "virar" água (líquido). O que está ocorrendo nada mais é que uma mudança de fase. Com a pressão ambiente, que é de uma atmosfera (1 atm), a temperatura onde o fenômeno acima ocorre é de 0ºC. Mas este fato não ocorre somente com o gelo. Muitas outras substâncias cristalinas e homogêneas passam por isso, só que não exatamente na mesma temperaturas que a mostrada no exemplo acima. Veja uma tabela com as temperaturas onde ocorre a fusão (passagem do estado sólido para o líquido) em algumas outras substâncias (sempre a pressão ambiente) substância Ponto de fusão (°C) substância Ponto de fusão (°C) água 0 álcool -114 alumínio 659 cloreto de sódio 800 cobre 1 083 chumbo 327 enxofre 119 estanho 232 ferro 1 535 mercúrio -39 nitrogênio -210 ouro 1 063 oxigênio -219 prata 961 zinco 419 Nós sabemos que quem faz a vibração molecular (temperatura) aumentar é o calor recebido de alguma fonte externa (Sol, fogo, resistência elétrica etc). Vamos então aprender a calcular a quantidade de calor (Q) necessária para que estas mudanças de estado ocorram. Guarde bem uma coisa:
  9. 9. "Quando a temperatura de uma substância está mudando, ela não pode estar ao mesmo tempo mudando de estado. Por outro lado, quando uma substância está mudando de estado sua temperatura sempre permanecerá constante" A energia fornecida pela fonte de calor à substância servirá para "quebrar" as ligações que mantinham as moléculas do sólido unidas, e não para aumentar a agitação das mesmas. Veja na animação abaixo o gráfico da temperatura (T) em função da quantidade de calor (Q) fornecida à substância. Neste exemplo, um bloco de gelo, com temperatura inicial de -5ºC, começou a receber calor de uma fonnte de calor. Note que o calor recebido pelo gelo inicialmente fez com que sua temperatura aumentasse de -5ºC até 0ºC (ponto de fusão do gelo). Isto está representado pela parte A no gráfico. Depois que a temperatura chegou a 0ºC, todo calor recebido serviu para derreter a quantidade de gelo em questão (mudança de fase), por isso a temperatura manteve-se constante. Isto está representado pela letra B no gráfico. Quando o gelo já estava totalmente derretido, ou seja, havia virado água no estado líquido, o calor recebido passou novamente a aumentar sua temperatura, como está representado na parte final do gráfico. Lembre-se: quando o calor "quebra ligações" entre as moléculas, ocorre a mudança de estado, quando o calor aumenta a agitação das moléculas, ocorre um aumento de temperatura. Cálculo da quantidade de calor necessária para a mudança de estado Experimentalmente descobriu-se que, na pressão ambiente, eram necessárias 80 calorias para que 1g de gelo derretesse. Ou seja, se eu quisesse que 1g de gelo mudasse do estado sólido para o líquido eu deveria fornecer ao mesmo 80 calorias. Deu-se para este número o nome de calor latente de fusão (Lf) do gelo, e verificou-se que outras substâncias possuem valores diferentes para esta grandeza. "O calor latente de fusão (Lf) de uma substância qualquer é então a quantidade de calor (Q) necessária para que 1g desta substância passe do estado sólido para o estado líquido" Unidades usadas Duas unidades costumam ser usadas para representar esta grandeza: a cal/g e o J/g. Esta última pertence ao Sistema Internacional de Unidades (SI). Veja abaixo uma tabela com valores do calor latente de fusão de várias substâncias. substância Calor latente de fusão (cal/g) substância Calor latente de fusão (cal/g) água 80 ferro 64
  10. 10. álcool 25 alumínio 95 cloreto de sódio 124 cobre 49 chumbo 6 enxofre 119 estanho 14 hidrogênio 14 mercúrio 2,7 nitrogênio 6,1 ouro 15 oxigênio 3,3 prata 21 zinco 24 A fórmula usada para resolver problemas que envolvam mudanças de estado é a seguinte: Q = quantidade de calor perdida ou recebida pelo corpo (em calorias) m = massa do corpo (em gramas) L = calor latente da substância (cal/g) Obs: As unidades sugeridas acima são as mais comuns. Estudamos agora o caso da fusão. A solidificação, que é a passagem do estado líquido para o sólido (processo inverso da fusão) ocorre nos mesmos valores da temperaturas de fusão, uma vez que é o processo inverso, e o calor latente de solidificação é igual ao calor latente de fusão, só que com o sinal trocado. Para ocorrer a mudança do estado líquido para o sólido a substância precisa perder calor, e por isso o calor latente de solidificação (Ls) recebe um sinal negativo. ( Lf = - Ls ) Passagem de líquido para gasoso (vaporização) Tudo o que vimos para o caso da fusão, funciona mais ou menos da mesma maneira para a vaporização. Existe uma temperatura certa onde as substâncias começam a passar do estado líquido para o gasoso (esta temperatura é chamada ponto de ebulição). Veja este valor para algumas substâncias. substância Ponto de ebulição (°C) substância Ponto de ebulição (°C) água 100 álcool 78 cobre 2 595 chumbo 1 744 enxofre 445 ferro 3 000 hidrogênio -253 mercúrio 357 nitrogênio -196 ouro 2 966 oxigênio -183 prata 2 212 zinco 918
  11. 11. Na próxima tabela temos os valores da quantidade de calor necessária para fazer com que 1g de destas substâncias passe do estado líquido para o estado gasoso (calor latente de vaporização). Calor latente de substância vaporização (cal/g) água 540 álcool 204 cobre 1 288 chumbo 209 enxofre 78 ferro 1 508 Calor latente de substância vaporização (cal/g) hidrogênio 108 mercúrio 70 nitrogênio 48 ouro 376 oxigênio 51 prata 559 zinco 475 Tomando como exemplo o caso da água, precisamos de 540 calorias para fazermos com que 1g desta substância passe do estado líquido para o estado gasoso. Estudamos agora o caso da vaporização. A liquefação, ou condensação, que é a passagem do estado gasoso para o líquido (processo inverso da vaporização) ocorre nos mesmos valores da temperaturas de vaporização, uma vez que é o processo inverso, e o calor latente de liquefação é igual ao calor latente de vaporização, só que com o sinal trocado. Para ocorrer a mudança do estado gasoso para o líquido a substância precisa perder calor, e por isso o calor latente de liquefação (Ll) recebe um sinal negativo. ( Lv = - Ll ) 3.5 . Dilatação Térmica dos Sólidos e dos Líquidos DILATAÇÃO LINEAR A figura mostra uma barra metálica, em duas temperaturas diferentes: Verifica-se, experimentalmente, que:
  12. 12. A constante de proporcionalidade que transforma essa relação em uma igualdade, é o coeficiente de dilatação linear do material com o qual a peça foi construída. Desse modo temos: DILATAÇÃO SUPERFICIAL Verifica-se, também experimentalmente, que o acréscimo na área de uma superfície que apresenta variações de temperatura é diretamente proporcional à sua área inicial So e à correspondente variação de temperatura . A constante de proporcionalidade é o coeficiente de dilatação superficial , tal que , teremos: DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA
  13. 13. Utilizando-se o mesmo raciocínio anterior e introduzindo-se o coeficiente de dilatação volumétrica , tal que = 3 , teremos: DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA A maioria dos líquidos se dilatam com o aumento da temperatura e se contraem com a redução da temperatura, mas a ÁGUA constitui uma anomalia do comportamento geral entre 0ºC e 4ºC, vejamos: A partir de 0ºC a medida que a temperatura se eleva, a água se contrai, porém essa contração cessa quando a temperatura é de 4ºC; a partir dessa temperatura ela começa a se dilatar. Sendo assim, a água atinge um volume mínimo a 4ºC e nesta temperatura a sua densidade é máxima.
  14. 14. 3.6. Dilatação Térmica dos Gases Perfeitos, transformações Gasosas e suas Leis TRANSFORMAÇÕES GASOSAS Uma transformação gasosa ocorre quando há mudança nas variáveis de estado de um gás. Há certas transformações que são consideradas especiais ou particulares: a isocórica (V constante), a isobárica (p constante), e a isotérmica (T constante). A possibilidade de existir tais transformações foi constatada por experiências realizadas. Transformação isocórica (Lei de Charles) Para um dado número n de mols, tem-se: , onde T é a temperatura absoluta (em kelvin) do gás e K a constante de proporcionalidade. Portanto, entre dois estados quaisquer, tem-se que Graficamente, tem-se:
  15. 15. Transformação isobárica (Lei de Gay - Lussac) Para um dado número n de mols, tem-se: proporcionalidade. , onde T é a temperatura absoluta e K a constante de Portanto, entre dois estados quaisquer, tem-se que: . Graficamente, tem-se: Transformação isotérmica (Lei de Boyle) Para um dado número n de mols, tem-se: T const p . V = const ou , onde K é a constante de proporcionalidade. Por tanto, entre dois estados quaisquer, tem-se que: Pi . Vi = pf . Vf
  16. 16. Graficamente, tem-se: LEI GERAL DOS GASES É uma consequência das leis que regem as três transformações descritas ou , onde K é uma constante de proporcionalidade que depende da natureza do gás e da sua massa. Entre dois estados quaisquer, tem-se que: RELAÇÃO DE CLAPEYRON É uma relação que estabelece que a constante de proporcionalidade, do quociente da lei geral dos gases, é diretamente proporcional ao número n de mols de um gás ideal, ou seja: , onde R é uma constante de proporcionalidade igual para todos os gases. Portanto, R não é uma constante característica de um gás. Por esse motivo é chamado de constante universal dos gases. O valor dessa constante, que depende das unidades utilizadas, pode ser: ou no SI. CNTP ou TPN
  17. 17. Um gás está em condições normais de temperatura e pressão (CNTP) quando esta submetido a 1 atm (105 N/m2 ) de pressão e à temperatura de 0°C (273 K). 3.7. Termodinâmica: Leis da Termodinâmica e Máquinas Térmicas. A Primeira Lei da Termodinâmica A variação da energia interna de um sistema é dada pela diferença entre o calor trocado com o meio exterior e o trabalho realizado no processo termodinâmico. Sendo o a variação da energia interna( U), o trabalho (W) e o calor (Q) temos: U = QW A Segunda Lei da Termodinâmica Máquina Térmica: “Para que uma máquina térmica consiga converter calor em trabalho, de modo contínuo, deve operar em ciclo entre duas fontes térmicas, uma quente e outra fria: retira calor da fonte quente(Q1), converte-o parcialmente em trabalho(W), e o restante(Q2) rejeita para a fonte fria”. O rendimento( ) dessa máquina térmica pode ser expresso por: = W/Q1 ou = 1 – Q2/Q1 unidade: % 4. ELETROMAGNETISMO 4.1. Condutores e isolantes de eletricidade, processos de eletrização. • Condutores: São os materiais nos quais as cargas elétricas se espalham imediatamente. São os meios materiais nos quais as cargas elétricas têm facilidade de movimento; • Isolantes ou dielétricos: Os materiais que conservam as cargas elétricas nas regiões onde elas surgem. São os meios materiais nos quais as cargas elétricas não tem facilidade de movimento. • Tipos de Eletrização: *Por Atrito: Os dois corpos atritados adquirem cargas de mesmo valor absoluto e de sinais opostos; *Por Contato: Os condutores adquirem cargas elétricas de mesmo sinal. Estas serão iguais se os condutores tiverem mesmas dimensões e mesma forma. *Por Indução: O induzido eletriza-se com carga de sinal contrário à do indutor. A carga do indutor não se altera e também não há contato entre eles e sim aproximação, 4.2. Corrente elétrica e lei de Ohm • Corrente elétrica: é todo movimento ordenado de cargas elétricas. Pode ser:
  18. 18. *Contínua: é toda corrente elétrica de sentido e intensidade constantes com o tempo; *Alternada: é toda corrente elétrica que muda periodicamente de sentido e intensidade. • Lei de Ohm: Estabelece a lei de dependência entre a causa(a ddp U) e o efeito(intensidade da corrente i) para um resistor: U = Ri, onde R é a resistência elétrica do resistor(unidade: - ohm). Obs.: Resistor ôhminico é aquele que obedece a Lei de Ohm. • Potência Elétrica Dissipada por um Resistor: P = Ui ou P = Ri² ou P = U²/R 4.3. Associação de Resistores • Em Série: São ligados um seguido do outro, de modo a serem percorridos pela mesma corrente. • Em Série: i = Constante; UT = Soma; RT = Soma; PT = Soma; • Em Paralelo: Vários resistores estão associados em paralelo quando são ligados pelos terminais, de modo a ficarem submetidos à mesma ddp. • Em Paralelo: U = Constante; i = Soma; * 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... o Req com DOIS resistores: Req = R1 . R2 / R1 + R2 Req = Produto / Soma ; o Req com resistores IGUAIS: Req = R / N - N = Número de resistores;
  19. 19. 4.4. Geradores Elétricos Geradores Elétricos Percorrendo os fios condutores de nossa casa até seu outro extremo, chegamos à fonte da corrente elétrica, que faz funcionar nossos aparelhos, ou seja, a usina elétrica. No interior da usina, os geradores de energia elétrica são movidos por turbinas - dispositivos em forma de hélice, que pode ser acionada por vapor ou água. Entre as fontes elétricas artificiais conhecidas - como pilha, bateria e usina, esta última é a que pode gerar maior quantidade de energia elétrica. As usinas mais comuns são: • Hidrelétricas: onde a eletricidade é obtida através da passagem de água por turbinas situadas na base da represa; quanto maior a queda d'água, mais energia mecânica pode ser convertida em energia elétrica; • Termoelétricas: onde o calor obtido pela queima de carvão ou óleo aquece a água, produzindo vapor; o vapor faz girar a turbina, que aciona um gerador de eletricidade; • Nucleares: onde o calor produzido por reações nucleares aquece a água, produzindo vapor; este vapor faz girar as turbinas que acionam geradores de eletricidade; Mas afinal o que é um Gerador? Um Gerador Elétrico é um aparelho que transforma em energia elétrica qualquer outro tipo de energia. Devido a esta transformação, observa-se entre os terminais dos geradores a presença de uma diferença de potencial (ddp). Portanto, se as extremidades de um fio condutor forem ligadas aos terminais de um gerador, se estabelece uma corrente elétrica no fio. Existem diversas modalidades de energia que podem ser transformadas em elétrica. Em função disto, para cada tipo de transformação, podem ser encontrados geradores capazes de efetuar estas mudanças. Geradores Químicos Mergulhando-se parcialmente duas placas de metais diferentes, convenientemente escolhidos, em um ácido ou uma base, ou ainda numa solução de sal e água, verifica- se o aparecimento de uma ddp entre as placas.
  20. 20. Como a ddp que surge se deve a reações químicas que ocorrem entre a solução e as placas, concluímos que: o dispositivo constituído por placas de metais diferentes, convenientemente escolhidos, mergulhadas parcialmente em soluções ácidas, básicas ou salinas, é um gerador, pois transforma energia química em elétrica. Este tipo de gerador é chamado de gerador eletroquímico. A placa de cobre se dissolve mais que a de zinco, ficando assim com um potencial mais elevado. Por esse motivo o seu terminal é o pólo positivo e o do zinco é o pólo negativo. Os geradores eletroquímicos são largamente utilizados na nossa vida cotidiana. Os principais tipos são os acumuladores e as pilhas. Podemos associá-los, formando baterias. Portanto, a uma associação em série de geradores eletroquímicos (pilhas ou acumuladores) damos o nome de bateria. Pilhas são geradores químicos O gerador de um automóvel é uma bateria que resulta de uma associação em série de 3 ou 6 acumuladores conforme ela seja de 6 V ou 12 V, respectivamente. Cada acumulador mantém uma ddp de 2 V entre seus terminais. Esses acumuladores têm, geralmente, as suas placas de chumbo parcialmente imersas em solução aqüosa de H2SO4. O gerador de uma lanterna é a pilha chamada de “pilha seca” que mantém entre seus terminais uma ddp de 1,5 V. Ela é constituída, geralmente, de um bastão central de carvão (terminal positivo) envolvido por um tubo de zinco (terminal negativo), existindo entre ambos uma solução pastosa que contém MnO2, grafite e NH4Cl. Tanto o acumulador como a pilha seca são geradores eletroquímicos que estabelecem correntes contínuas entre seus terminais. Geradores Térmicos No século XVIII, Alessandro Volta, o inventor da pilha voltaica, verificou que se aquecermos a junção ou a solda que une dois metais diferentes, constatamos o surgimento de uma ddp entre seus terminais. Em 1822, um físico alemão, Thomas J. Seebek, aproveitando as observações de Volta a respeito do efeito da temperatura sobre o potencial de contato, construiu o par
  21. 21. termoelétrico, que consiste de duas tiras de metais diferentes, unidas em uma das extremidades. Assim podemos dizer que o dispositivo constituído por dois metais que têm uma de suas extremidades soldadas entre si é um gerador témico pois, quando a junção é aquecida, este dispositivo é capaz de transformar o calor recebido na junção em energia elétrica. Podem-se juntar diversos pares termoelétricos, para produzir uma pilha termoelétrica, que é um detetor extremamente sensívelde raios térmicos. Geradores Magnéticos Os geradores elétricos são os mais comuns. Aproximadamente 99,9% da eletricidade consumida diariamente provem desses geradores. Faraday foi o primeiro a demonstrar que um condutor que se desloque em um campo magnético, ou vice- versa, será percorrido por uma corrente elétrica se estiver ligado a um circuito externo. Mais tarde, Fleming constatou uma relação simples, a “regra da mão direita”, que estipula que se o polegar, o indicador e o médio da mão direita forem colocados em ângulos retos, com o polegar indicando a direção do movimento e o indicador o campo magnético (N a S), então o dedo médio indica a direção do fluxo da corrente. O movimento rotativo dos geradores magnéticos é muito fácil de ser obtido, trabalham segundo o princípio da rotação de uma bobina de fio em um campo magnético, ou de um campo magnético ao redor de uma bobina. Um simples gerador consiste em dois imãs adjacentes, de pólos opostos (ou o tipo ferradura) com uma bobina de fio, de livre rotação, colocada entre eles. As extremidades das bobinas são levadas a anéis coletores metálicos, chamados anéis de contato, e a corrente é recolhida desses anéis por tiras corrediças fixas chamadas escovas, constituídas de carbono. A bobina gira por meios mecânicos. A corrente máxima é gerada quando os lados da bobina cortam os lados do campo magnético em ângulos retos, o que acontece somente duas vezes em cada revolução, quando o eixo da bobina estiver paralelo ao campo magnético. Quando o eixo da bobina estiver perpendicular ao campo magnético, as linhas de força não são cortadas e assim não há geração de corrente. Entre essas posições a corrente varia de zero ao máximo, e seu valor depende do ângulo em que a bobina corta o campo magnético. À medida que a bobina gira, seus lados cortam o campo magnéticoalternadamente, em sentidos opostos. A corrente induzida muda de sentido a cada meia revolução, gerando assim uma corrente alternada (c.a.). A corrente aumenta de zero ao máximo em um sentido, cai a zero outra vez e depois inverte, seguindo um padrão idêntico em sentido oposto, o que se repete a cada revolução. Geradores Eletrostáticos Transformando a energia de um campo eletrostático que existe entre duas cargas opostas em eletricidade, teremos a eletricidade estática. Quando os elétrons passam de um ponto de excesso a um ponto de deficiência, os átomos ficam positivos e procuram por cargas negativas (elétrons), provocando descargas.
  22. 22. A ciência tentou, em laboratório, produzir descargas em miniatura. Mesmo em escala reduzida, é necessário enorme tensão elétrica para fazer com que os elétrons saltem, digamos, através de 5 metros de ar, de uma esfera de carga negativa para uma de carga positiva. O cientista norte-americano, Robert Van der Graaff, projetou, em 1931, uma máquina que punha continuamente pequenas cargas elétricas dentro de um “ recipiente” grande, aumentando, assim, a sua carga. Essa máquina ficou conhecida como gerador de Van der Graaff. Ela consiste de uma de uma esfera metálica, grande e oca, colocada sobre um tubo comprido. A esfera é o “ recipiente” para a carga elétrica. O tubo sustenta a esfera metálica e é feito de algum material isolante, a fim de evitar que a carga acumulada na esfera se escoe para o solo. A eletricidade estática é usada para produzir descargas de raio em miniatura; em pesquisas atômicas, pois ele gera a grande tensão elétrica necessária para o bombardeio dos núcleos de átomos; em um dispositivo usado para filtrar poeiras e fuligem; na fabricação de lixa e abrasivos semelhantes. Receptores Elétricos A cada dia, as indústrias de aparelhos eletrônicos lançam novas safras de equipamentos. Miniaturizados ou não, eles facilitam o cotidiano das pessoas que podem ter acesso aos confortos da vida moderna. A existência dessas novidades eletrônicas e de tantos outros aparelhos mais antigos - como televisor, rádio, vitrola, lavadora de roupa, liquidificador, ventilador e muitos outros - é possível graças à trans- formação da energia elétrica (que eles recebem dos geradores) em novas formas de energia. Essa transformação acontece através de motor elétrico, um dispositivo que faz parte desses aparelhos (por envolver conhecimentos sobre Eletromagnetismo, os motores serão estudados na próxima unidade). Como o motor elétrico recebe a energia elétrica de uma fonte (gerador), os aparelhos movidos a motor são considerados receptores, cuja representação pode ser esta: Observe que o símbolo do receptor é o mesmo do gerador, pois ambos são teoricamente reversíveis, isto é, podem funcionar como gerador e receptor. A diferença é o sentido da corrente elétrica: nos receptores ela vai do pólo positivo para o pólo negativo, ao contrário do que acontece nos geradores. Mas nem todos os aparelhos elétricos são receptores. Os aparelhos que transformam a energia elétrica em energia térmica (calor) - como o ferro de passar roupa, o chuveiro, o secador de cabelo e a lâmpada elétrica - são classificados, você sabe, como resistores.
  23. 23. FORÇA CONTRA-ELETROMOTRIZ (FCEM) DO RECEPTOR Você sabe que a força eletromotriz corresponde à quantidade de energia recebida por a unidade de carga que atravessa o gerador. Por sua vez, a contra eletromotriz (FCEM) – cujo símbolo é E’ – corresponde à quantidade de energia elétrica perdida por unidade de carga que atravessa o receptor. Vamos tomar como exemplo o liquidificador. Para funcionar, primeiro ele é colocado, através de uma tomada, em contato com o circuito elétrico. Portanto, os terminais da tomada ficam submetidos a uma ddp U da fonte. Ao funcionar, o liquidificador transforma em energia mecânica em parte da energia elétrica que recebe do gerador. A outra parte é dissipada em calor. Portanto, utilizando o conceito de potência, podemos dizer que parte da potência recebida (Pr) pelo receptor é transformada em potência útil (Pu) e parte é transformada em potência dissipada (Pd). De acordo com p Principio da conservação da Energia, temos Pr = Pu + Pd Por analogia ao gerador, podemos dizer que Pu = E’i. Como P = Ui, vem: Ø Pr = Ur i, onde Ur é a ddp fornecida pelo receptor (ddp de saída) e i a corrente que o atravessa; Ø Pd = Ud i, onde Ud é a ddp dissipada e i a corrente que atravessa o receptor. Então, temos Ur i = E’ i + Ud i Assim: Ur = E’i + U Das relações acima, considere: Ø Ur é a ddp de entrada (recebida) no gerador, sendo representada por U;
  24. 24. Ø Ud corresponde a uma ddp relacionada à resistência elétrica interna (r’)* do receptor, onde a energia alétrica é dissipada por efeito Joule; logo Ud = r’i. Obs: R: Resistência externa, ou seja, a que fica fora do aparelho, conectada ao fio do circuito Req: Resistência externa equivalente R’: Resistência equivalente parcial, usada para simplificar a resolução de problemas envolvendo resistência equivalente r: Resistência interna de geradores e de outros aparelhos conectados ao circuito, como amperímetros e voltímetros. r’: Resistência interna de receptores O ponto de intersecção da reta com o eixo U representa a força contra-eletromotriz (E’) do receptor. O quociente entre a potência útil Pu, e a potência recebida Pr, fornece o rendimento do receptor. = Pu /P => = E’i/U i => = E’/U Como U = E’ + r’i, podemos escrever: = E’ / E’ + r’i Obs: Quando o eixo do motor elétrico de um receptor é impedido de girar (ou seja, sofre um bloqueio), o motor passa a funcionar como um resistor de resistência R. O aparelho então sofre um aquecimento, podendo ser danificado. Por exemplo, se colocarmos um corpo muito duro dentro de um liquidificador, a hélice fica impedida de girar; o motor então esquenta muito e o aparelho pode se queimar. 4.5. Circuitos elétricos simples contendo amperímetros e voltímetros O QUE É UM CIRCUITO ELÉTRICO ? Um circuito elétrico é um conjunto de aparelhos interligados eletricamente de forma apropriada. É constituído, pelo menos, por um gerador elétrico, que fornece a energia, por uma carga (ou recetor), que recebe energia e por condutores elétricos que interligam os aparelhos.
  25. 25. O circuito elétrico mais simples pode ser assim constituído (por exemplo, uma lanterna elétrica constituída por uma pilha e por uma lâmpada), mas normalmente existem mais aparelhos no circuito, nomeadamente, aparelhos de corte e de proteção e em muitos casos aparelhos que produzem transformações nas grandezas elétricas.
  26. 26. MÓDULO II - QUÍMICA 1. INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA QUÍMICA E PROPRIEDADES DA MATÉRIA PROPRIEDADES GERAIS DA MATÉRIA A matéria tem 8 propriedades gerais, isto é, 8 características comuns a toda e qualquer porção de matéria: inércia, massa, extensão, impenetrabilidade, compressibilidade, elasticidade, divisibilidade e descontinuidade. Inércia: A matéria conserva seu estado de repouso ou de movimento, a menos que uma força aja sobre ela. No jogo de sinuca, por exemplo, a bola só entra em movimento quando impulsionada pelo jogador, e demora algum tempo até parar de novo. Massa: É uma propriedade relacionada com a quantidade de matéria e é medida geralmente em quilogramas. A massa é a medida da inércia. Quanto maior a massa de um corpo, maior a sua inércia. Massa e peso são duas coisas diferentes. A massa de um corpo pode ser medida em uma balança. O peso é uma força medida pelos dinamômetros. Extensão: Toda matéria ocupa um lugar no espaço. Todo corpo tem extensão. Seu corpo, por exemplo, tem a extensão do espaço que você ocupa. Impenetrabilidade: Duas porções de matéria não podem ocupar o mesmo lugar ao mesmo tempo. Comprove a impenetrabilidade da matéria: ponha água em um copo e marque o nível da água com esparadrapo. Em seguida, adicione 3 colheres de sal. Resultado: o nível da água subiu. Isto significa que duas porções de matéria (água e sal), não podem ocupar o mesmo lugar no espaço (interior do copo) ao mesmo tempo. Compressibilidade:Quando a matéria está sofrendo a ação de uma força, seu volume diminui. Veja o caso do ar dentro da seringa: ele se comprime. Elasticidade: A matéria volta ao volume e à forma iniciais quando cessa a compressão. No exemplo anterior, basta soltar o êmbolo da seringa que o ar volta ao volume e à forma iniciais. Divisibilidade: A matéria pode ser dividida em partes cada vez menores. Quebre um pedaço de giz até reduzi-lo a pó. Quantas vezes você dividiu o giz !? Descontinuidade: Toda matéria é descontínua, por mais compacta que pareça. Existem espaços entre uma molécula e outra e esses espaços podem ser maiores ou menores tornando a matéria mais ou menos dura. PROPRIEDADES ESPECÍFICAS DA MATÉRIA Organolépticas: a)cor: a matéria pode ser colorida ou incolor. Esta propriedade é percebida pela visão; b)brilho: a capacidade de uma substância de refletir kluz é a que determina o seu brilho. Percebemos o brilho pela visão; c)sabor: uma substância pode ser insípida (sem sabor) ou sápida (com sabor). Esta propriedade é percebida pelo paladar; d)odor: a matéria pode ser inodora (sem cheiro) ou odorífera (com cheiro). Esta propriedade é percebida pelo olfato; Físicas: Entre as propriedades físicas encontram-se o ponto de fusão, o ponto de ebulição e o calor específico, mas vamos estudar outras duas propriedades: a)densidade: é o resultado da divisão entre a quantidade de matéria 'massa) e o seu volume. A densidade absoluta de um corpo é igual a m/v. Se a massa é
  27. 27. medida em gramas e o volume em cm cúbicos, a densidade é obtida em gramas por cm cúbicos. Ex: Qual a densidade de um corpo que tenha massa de 200 g e está ocupando um volume de 2000 cm cúbicos ? É de 0.1 g/cm cúbico. b)dureza: é a resistência que a superfície de um material tem ao risco. Um material é considerado mais duro que o outro quando consegue riscar esse outro deixando um sulco. Para determinar a dureza dos materiais, usamos uma escala de 1 a 10. O valor um corresponde ao mineral menos duro que se conhece, o talco. O valor 10 é a dureza do diamante, o mineral mais duro que se conhece. ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA A matéria se apresenta em 3 estados físicos:sólido, líquido e gasoso. Sólido: No estado sólido, o corpo tem forma e volume definidos. A matéria em estado sólido pode se apresentar compacta, em pedaços ou em pó. Os corpos são formados pela reunião de moléculas, e entre as moléculas desenvolvem-se duas forças: coesão (força que tende a aproximar as moléculas entre si) e repulsão (força que tende a afastá-las umas das outras. No estado sólido, a força de coesão é muito forte. Por isso, o movimento das moléculas é pequeno e elas apenas vibram. Líquido: No estado líquido, a matéria tem forma variável e volume definidos. As moléculas tem menos força de coesão do que nos sólidos. Por isso, elas se deslocam mais. Gasoso: No estado gasoso, a matéria tem forma e volume variáveis. Nos gases, as moléculas se movem livremente e com grande velocidade. A força de coesão é mínima e a de repulsão é enorme. MUDANÇAS NO ESTADO DA MATÉRIA Fusão: É a passagem do estado sólido para o líquido. Quando fornecemos calor a um corpo, suas partículas vibram mais. A uma determinada temperatura, as partículas do sólido vibram com tanta intensidade que algumas chegam a vencer a força de coesão e passar ao estado líquido. Isso chama-se fusão. Cada substância tem sua temperatura de fusão característica a uma determinada pressão. Essa temperatura chama-se ponto de fusão. Solidificação: É a passagem do estado líquido para o sólido. Quando se resfria um corpo, suas moléculas vibram menos. a uma determinada temperatura, as substâncias líquidas transformam-se em sólidas porque a força de coesão aumenta e a agitação molecular diminui. Essa temperatura, o ponto de solidificação, é igual à temperatura do ponto de fusão dessa mesma substância. Vaporização: É a passagem do estado líquido para o gasoso. Pode ocorrer por evaporação (passagem lenta e espontânea estimulada pela temperatura, ventilação e superfície de evaporação), ebulição (passagem com grande agitação molecular e a formação de bolhas) e calefação (passagem brusca). Condensação: Também chamada liquefação, é a passagem do estado gasoso para o estado líquido. Sublimação: É a passagem direta do estado sólido para o gasoso ou vice-versa. 2. FENÔMENOS FÍSICOS E QUÍMICOS • Fenômenos Físicos: basta entender que o fenômeno físico pode ser revertido Não formam novas substâncias. Ex.: ao aceder uma lâmpada, ela fica incandescente, depois é só apagá-la que ela volta ao seu estado normal, podendo ser repetida a operação; • Fenômeno Químico: basta entender que o fenômeno químico não pode ser revertido. Formam novas substâncias. Ex.: ao acender um palito de fósforo,
  28. 28. este fica incandescente, depois de apagá-lo, este não volta mais ao seu estado anterior(antes de acendê-lo), não podemos reverter o seu estado após a operação. 3. SUBSTÂNCIAS E MISTURAS – CLASSIFICAÇÃO E PROPRIEDADES • Matéria: tudo que existe e ocupa lugar no espaço. • Substância: é um tipo definido de matéria. *Substâncias moleculares: Os arranjos entre moléculas formam substâncias moleculares; *Substâncias Iônicas: Arranjos entre compostos iônicos formam substâncias iônicas; *Substâncias Simples: As substâncias formadas por um só tipo de átomo chamam-se substâncias simples. Além do gás oxigênio e da substância grafite, podemos citar como exemplos de substâncias simples os gases hidrogênio (H2), iodo (I2) e flúor (F2). Uma substância simples não pode ser dobrada em outras substâncias simples. . *Substâncias compostas: As substâncias formadas por mais de um tipo de átomo ou íon chamam-se substâncias compostas. Exemplos: além do açúcar e do álcool, temos a água, o sulfato de cobre, o ácido clorídrico, o metano, a amônia, o cloreto de sódio, entre outras. • As misturas são formadas por duas ou mais substâncias puras e estas são chamadas de componentes da mistura. As substâncias puras podem ser classificadas em: Substâncias puras simples: que são formadas pela combinação de átomos de um único elemento químico, como por exemplo o gás hidrogênio formado por dois átomos de hidrogênio ligados entre si; o ozônio formado por três átomos de oxigênio. Substâncias puras compostas: que são formadas pela combinação de átomos de dois ou mais elementos químicos diferentes, como por exemplo a água formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio; ácido clorídrico (nome comercial ácido de muriático) formado por um átomo de hidrogênio e um átomo de cloro.
  29. 29. Uma outra característica importante das substâncias puras refere-se a sua composição, que é sempre fixa e definida, por exemplo, para se formar água é necessário a combinação de dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio Os processos mais utilizados para separação de misturas são: 1) Catação, Ventilação, Levigação, Peneiração, Separação Magnética e Flotação, usados na separação de misturas heterogêneas constituídas de dois componentes sólidos. Catação: os grãos ou fragmentos de um dos componentes são catados com as mãos ou com uma pinça. Ventilação: passa-se pela mistura uma corrente de ar e este arrasta o mais leve. Levigação: passa-se pela mistura uma corrente de água e esta arrasta o mais leve. Separação magnética: passa-se pela mistura um imã, se um dos componentes possuir propriedades magnéticas, será atraído pelo imã. Peneiração: usada quando os grãos que formam os componentes tem tamanhos diferentes. Flotação: é um processo de separação onde estão envolvidos os três estados da matéria - sólido, líquido e gasoso. As partículas sólidas desejadas acumulam- se nas bolhas gasosas introduzidas no líquido. As bolhas têm densidade menor que a da fase líquida e migram para superfície arrastando as partículas seletivamente aderidas. O produto não desejável é retirado pela parte inferior do recipiente. 2) Decantação: usado para separar os componentes de misturas heterogêneas, constituídas de um componente sólido e outro líquido ou de dois componentes líquidos, estes líquidos devem ser imiscíveis. Esse método consiste em deixar a mistura em repouso e o componente mais denso, sob a ação da força da gravidade, formará a fase inferior e o menos denso ocupará a fase superior. Quando a mistura a ser separada é constituída de dois líquidos imiscíveis, pode se utilizar um funil de vidro, conhecido como Funil de Decantação ou Funil de Bromo. A decantação é usada nas estações de tratamento de água, para precipitar os componentes sólidos que estão misturados com a água. 3) Centrifugação: é usado para acelerar a decantação da fase mais densa de uma mistura heterogênea constituída de um componente sólido e outro líquido. Esse método consiste em submeter a mistura a um movimento de rotação
  30. 30. intenso de tal forma que o componente mais denso se deposite no fundo do recipiente. A manteiga é separada do leite por centrifugação. Como o leite é mais denso que a manteiga, formará a fase inferior. Nos laboratórios de análise clínica o sangue, que é uma mistura heterogênea, é submetido a centrifugação para separação dos seus componentes. A centrifugação é utilizada na máquina de lavar roupa, na separação da água e do tecido que constitui a roupa. 4) Filtração: é usada para separação de misturas heterogêneas, constituídas de um componente sólido e outro líquido ou de um componente sólido e outro gasoso. A mistura deve passar através de um filtro, que é constituído de um material poroso, e as partículas de maior diâmetro ficam retidas no filtro. Para um material poder ser utilizado como filtro seus poros devem ter um diâmetro muitíssimo pequeno. A filtração é o processo de separação utilizado no aspirador de pó. O ar e a poeira são aspirados, passam pelo filtro, que é chamado saco de poeira, as partículas sólidas da poeira ficam retidas no filtro e o ar sai. 5) Evaporação: é usado para separação de misturas homogêneas constituída de um componente sólido e o outro líquido. A evaporação é usada para separar misturas, quando apenas a fase sólida é de interesse. O sal de cozinha é extraído da água do mar por evaporação. A água do mar é represada em grandes tanques, de pequena profundidade, construídos na areia, chamados de salinas. Sob a ação do sol e dos ventos a água do mar represada nas salinas sofre evaporação e o sal de cozinha e outros componentes sólidos vão se depositando no fundo dos tanques. O sal grosso obtido nas salinas, além do uso doméstico, também é utilizado em países de inverno muito rigoroso, para derreter a neve, visto que o gelo cobre as ruas, estradas, pastagens. Isso ocorre porque ao dissolvermos uma substância em um líquido esta diminui o ponto de congelação do líquido. 6) Destilação simples: é usada para separar misturas homogêneas quando um dos componentes é sólido e o outro líquido. A destilação simples é utilizada quando há interesse nas duas fases. Este processo consiste em aquecer a mistura em uma aparelhagem apropriada, como a esquematizada abaixo, até que o líquido entre em ebulição. Como o vapor do líquido é menos denso, sairá pela parte superior do balão de destilação chegando ao condensador, que é refrigerado com água, entra em contato com as paredes frias, se condensa, voltando novamente ao estado líquido. Em seguida, é recolhido em um recipiente adequado, e o sólido permanece no balão de destilação. 7) Destilação Fracionada: é usada na separação de misturas homogêneas quando os componentes da mistura são líquidos. A destilação fracionada é baseada nos diferentes pontos de ebulição dos componentes da mistura. A
  31. 31. técnica e a aparelhagem utilizada na destilação fracionada é a mesma utilizada na destilação simples, apenas deve ser colocado um termômetro no balão de destilação, para que se possa saber o término da destilação do líquido de menor ponto de ebulição. O término da destilação do líquido de menor ponto de ebulição, ocorrerá quando a temperatura voltar a se elevar rapidamente. A destilação fracionada é utilizada na separação dos componentes do petróleo. O petróleo é uma substância oleosa, menos densa que a água, formado por uma mistura de substâncias. O petróleo bruto é extraído do subsolo da crosta terrestre e pode estar misturado com água salgada, areia e argila. Por decantação separa-se a água salgada, por filtração a areia e a argila. Após este tratamento, o petróleo, é submetido a um fracionamento para separação de seus componentes, por destilação fracionada. As principais frações obtidas na destilação do petróleo são: fração gasosa, na qual se encontra o gás de cozinha; fração da gasolina e da benzina; fração do óleo diesel e óleos lubrificantes, e resíduos como a vaselina, asfalto e pixe. A destilação fracionada também é utilizada na separação dos componentes de uma mistura gasosa. Primeiro, a mistura gasosa deve ser liqüefeita através da diminuição da temperatura e aumento da pressão. Após a liquefação, submete- se a mistura a uma destilação fracionada: o gás de menor ponto de ebulição volta para o estado gasoso. Esse processo é utilizado para separação do oxigênio do ar atmosférico, que é constituído de aproximadamente 79% de nitrogênio e 20% de oxigênio e 1% de outros gases. No caso desta mistura o gás de menor ponto de ebulição é o nitrogênio. 4. REAÇÕES QUÍMICAS E SUAS CLASSIFICAÇÕES Reações Químicas: São fenômenos em que substâncias reagem entre si formando novas substâncias. As reações químicas são representadas através de “equações químicas”. · Reação de Síntese ou Adição: ocorre quando 2 ou mais substâncias reagem, produzindo uma única substância. Exemplo: 2 H2 + O2 --> 2 H2O · Reação de análise ou Decomposição: ocorre quando uma substância reagente produz 2 ou mais substâncias.
  32. 32. Exemplo: · Reação de deslocamento ou simples-troca: ocorre quandouma substância simples reage com uma substância composta, produzindo uma nova substância simples e uma nova substância com-posta. A reação somente ocorre se a substância simples reagente for mais eletropositiva que o cátion ou mais eletronegativa que o ânion da substância composta: Exemplo: Na + AgCl --> NaCl + Ag Cl2 + CaBr2 --> CaCl2 + Br2 · Reação de dupla – troca: ocorre quando 2 substâncias compostas reagem, produzindo 2 novas substâncias compostas. A reação somente ocorre se um dos produtos for menos solúvel que os reagentes, mais fraco ou menos ionizado que os reagentes, ou mais volátil que os reagentes: Exemplo: Obs: algumas moléculas decompõem-se espontaneamente desprendendo gás:
  33. 33. 5. NÚMERO DE OXIDAÇÃO E OXIREDUÇÃO Número de oxidação (nox) é um número associado à carga de um elemento numa molécula ou num íon. O nox de um elemento sob forma de um íon monoatômico é igual à carga desse íon, portanto é igual à eletrovalência do elemento nesse íon. O nox de um elemento numa molécula e num íon composto é a carga que teria o átomo desse elemento supondo que os elétrons das ligações covalentes e dativas se transferissem totalmente do átomo menos eletronegativo para o mais eletronegativo, como se fosse uma ligação iônica. Elementos com nox fixo em seus compostos metais alcalinos (+1) metais alcalino-terroso (+2) alumínio (+3) prata (+1) zinco (+2) O oxigênio é o mais eletronegativo de todos os elementos, exceto o flúor. O oxigênio tem nox negativo em todos os seus compostos, exceto quando ligado ao flúor. Na grande maioria de seus compostos, o oxigênio tem nox = -2. Nos peróxidos (grupo -O-O-) o oxigênio tem nox = -1. O hidrogênio é menos eletronegativo que todos os não-metais e semimetais; por isso, quando ligado a esses elementos, tem nox positivo e sempre igual a +1. O hidrogênio é mais eletronegativo que os metais; por isso, quando ligado a esses elementos, tem nox negativo e sempre igual a -1. A soma dos nox de todos os átomos de: • uma molécula é igual a zero. • um íon composto é igual à carga do íon. O nox de qualquer elemento sob forma de substância simples é igual a zero. O nox máximo de um elemento é igual ao número do grupo onde está o elemento na Tabela Periódica, com exceção dos elementos do Grupo VIIIB. O nox mínimo é igual a (número do grupo - 8),no caso de o elemento ser um não- metal ou um semimetal. Nox e valência - O nox de um elemento na forma de um íon monoatômico é igual à sua eletrovalência. O nox de um elemento na forma de molécula ou de íon composto não é obrigatoriamente igual à sua valência. A valência, nesses casos, é dada pelo número de ligações covalentes e dativas. Cada ligação covalente conta como uma unidade de valência, e cada ligação dativa, como duas unidades de valência. Estado de oxidação também denominado número de oxidação ou nox é um número relativo que indica a quantidade de eléctrões que um determinado elemento perde ou ganha para adquirir estabilidade química.
  34. 34. Quando um elemento perde eléctrões ( carga negativa ) adquire estado de oxidação positivo. Quando ganha electrões adquire estado de oxidação negativo. Na formação do óxido de cálcio ( CaO ) ocorre uma transferência de 2 elétrons do cálcio para o oxigênio. Efetivada a transferencia o calcio adquire estado de oxidação +2 ( Ca+2 ) e oxigênio estado de oxidação -2 ( O-2 ). A soma dos estados de oxidação de todos os átomos de uma substãncia é sempre igual a zero porque o número de eléctroes perdidos por um ou mais átomo(s) é igual ao número de eléctrões recebidos pelo(s) outro(s) átomo(s). Algumas regras para determinação de estados de oxidação: 1 - Metais alcalinos, H e Ag = +1 ( nos hidretos metálicos o estado de oxidação do H é -1 ). 2 - Metais alcalino-terrosos e Zn = +2 3 - Aluminio = +3 4 - Oxigênio = -2 ( nos peróxidos -1 e nos superóxidos -1/2 ) 5 - Halogênios do lado direito da formula = -1 6 - Calcogênios do lado direito da formula = -2 7 - Substância simples = 0 Oxidação e redução Oxidar significa perder electrões. Ocorre um aumento no estado de oxidação. Reduzir significa ganhar electrões. Ocrre uma diminuição no estado de oxidação 6. SOLUÇÕES: CLASSIFICAÇÃO, UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO DILUIÇÃO, MISTURAS DE SOLUÇÕES E TITULAÇÃO • Soluções: Uma mistura constituída de pequenas partículas (soluto) distribuídas em uma substância (solvente) é denominada de dispersão; • Classificação das Soluções *De acordo com a natureza do soluto: A – Soluções moleculares: as partículas dispersas são moleculares. Essas soluções não conduzem eletricidade. B – Soluções iônicas: as partículas dispersas são íons. Essas soluções conduzem eletrici-dade. *De acordo com a proporção entre soluto e solvente:
  35. 35. A – Soluções diluídas: ocorre quando é dissolvido pouco soluto no solvente. B – Soluções concentradas: ocorre quando é dissolvido muito soluto no solvente. *De acordo com o estado físico: A – Soluções sólidas: ouro 18K, bronze, latão, etc. B – Soluções líquidas: soro fisiológico, água mineral, etc. C – Soluções gasosas: ar atmosférico filtrado, qualquer mistura gasosa, etc. • Concentrações das soluções; Obs: Por convenção usaremos o índice 1 para indicar o soluto, o índice 2 para indicar o solvente e a ausência de índice para indicar a solução. Concentração comum (C): indica a massa de soluto presente em cada litro de solução. Título: é a relação entre a massa do soluto e a massa da solução. Molaridade: é a quantidade de mols de soluto presente em cada litro de solução. Fração molar: é a relação entre o número de mols do soluto (ou de solvente) e o número de mols da solução.
  36. 36. Molalidade: é a relação entre a número de mols do soluto, e a massa do solvente (em Kg). • Diluição de soluções; Diluir uma solução significa adicionar a ela mais solvente, não alterando a massa do soluto, assim: m = m1i 1f C . Vi i = Cf . Vf ei . V = ei . Vf f • Mistura de soluções; Em uma mistura de soluções de mesmo soluto, a quantidade de soluto na solução final é a soma das quantidades dos solutos nas soluções iniciais. Considerando uma mistura de duas soluções, A e B, temos: m1A + m1B = m1f C . VA A + C . VB B = Cf . Vf e . VA +A e . VB = eB . Vf f Exemplo: mistura-se 50 mL de uma solução de HCl com concentração 3 g/L a 150 mL de uma solução de mesmo soluto e concentração 2 g/L. Qual é concentração da solução resutante? CA . VA + CB . VB = Cf . Vf (mas Vf = VA + VB) 3 . 50 + 2 . 150 = Cf . (50 + 150) 450 = Cf . 200
  37. 37. Cf = 2,25 g/L 7. TERMOQUÍMICA: ENERGIA INTERNA, ENTALPIA, CALORES DE REAÇÃO • Energia Interna: A energia interna U de um sistema é a soma de todas as energias que ele armazena dentro de si. Essa energia é a responsável pela agitação de seus átomos ou moléculas. A energia interna de um sistema está diretamente associada à sua temperatura. Quando um sistema recebe uma determinada quantidade Q de calor, sofre um aumento D U de sua energia interna e conseqüentemente um aumento D t de temperatura. Assim se: • Entalpia (H): Entalpia é o conteúdo de calor de um sistema, à pressão constante. Não é possível medir a entalpia absoluta de um sistema por isso, mede-se a variação de entalpia (DH) da reação, ou seja, a diferença entre a entalpia final (soma das entalpias dos produtos) e a entalpia inicial (soma das entalpias dos reagentes). DH = Hf – Hi Reações exotérmicas: liberam calor (DH < 0). Exemplo: C(s) + O2 (g) --> CO2 (g) (queima do carvão) Reações endotérmicas: absorvem calor (DH > 0). Exemplo: 2H2O(l) --> O2 (g) + 2 H2 (g) (decomposição da água) • Calor de Reação Reações exotérmicas Nas transformações exotérmicas a entalpia dos reagentes é maior que a dos produtos, havendo liberação de energia.
  38. 38. Como Hr > Hp temos que D H = Hp - Hr Þ D H < 0. O calor de reação é negativo, indicando a saída de calor do sistema. Esta situação é representada graficamente a seguir: Reações endotérmicas Nas transformações endotérmicas a entalpia dos reagentes é menor que a dos produtos, tendo ocorrido absorção de energia. Como Hr < Hp temos que D H > 0. O calor de reação é positivo, indicando a entrada de calor ao sistema. Esta situação é representada graficamente a seguir: Equações termoquímicas A equação termoquímica representa a transformação química realizada, a energia envolvida, as condições de pressão e temperatura e os estados físicos de reagentes e produtos. Exemplos: 1o .) HCl(aq) + NaOH(aq) ® NaCl(aq) + H2O(l) D H = -13,8 kcal a 25°C e 1 atm.
  39. 39. Segundo a equação, a reação entre 1 mol de ácido clorídrico em solução aquosa com 1 mol de hidróxido de sódio em solução aquosa produz 1 mol de cloreto de sódio aquoso e 1 mol de água líquida. A 25°C e 1 atm, a variação de entalpia é igual a - 13,8 kcal (houve liberação de 13,8 kcal de calor). 2o .) 2NH3(g) ® N2(g) + 3H2(g) D H = + 92,2 kJ a 25°C e 1 atm. Neste caso, a 25° C e 1 atm, a decomposição de 2 mols de amônia gasosa em 1 mol de gás nitrogênio e 3 mols de gás hidrogênio absorve 92,2 kJ de calor. Estado Padrão da Termoquímica O calor envolvido numa reação química depende de vários fatores: temperatura, pressão, estado físico e variedade alotrópica de reagentes e produtos, etc. Assim, a escolha de um conjunto de condições padronizadas serve para evitar a necessidade de ter sempre que especificar as condições para as quais as entalpias estão registradas e permitir comparações entre os calores de reação de diversas transformações. Em Termoquímica, o estado padrão refere-se às seguintes condições: temperatura 25°C ou 298 K pressão 1 atm As reações em que tanto os produtos quanto os reagentes estão no estado padrão têm seu calor de reação indicado por D H0 . Exemplo: C(grafite) + O2(g) ® CO2(g) D H0 = -94,1 kcal Caso a reação ocorra em outras condições, o calor desenvolvido seria diferente. Muitas vezes, as condições não são citadas. Neste caso, fica subentendido que as condições do estado padrão são obedecidas. Porém, se alguma condição for diferente da padrão, torna-se obrigatório citá-lo. 8. CONCEITO DE PH, HIDRÓLISE E SOLUÇÃO TAMPÃO: APLICAÇÕES • Potencial Hidrogeniônico (pH) e Potencial Hidroxiliônico (pOH); Potencial Hidrogeniônico (pH) e Potencial Hidroxiliônico (pOH): escala para as medidas de acidez e basicidade das soluções que evitam o uso dos expoentes negativos das concentrações.
  40. 40. pH = – log [H+ ] pOH = – log [OH– ] pH + pOH = 14 (a 25 ºC) Para soluções ácidas: pH < 7 e pOH > 7 Para soluções básicas: pH > 7 e pOH < 7 Para soluções neutras: pH = pOH = 7 • Hidrólise : reação química que envolve água. A água pode reagir com muitas substâncias e transformá-las em outras. A hidrólise de ésteres produz ácido carboxílico e álcool. • Solução tampão é aquela que resiste a grandes variações de pH, quando a ela adicionamos um ácido ou uma base.Uma solução tampão mantém o pH aproximadamente constante quando a ela são adicionados íons H+ ou íons OH- . As soluções tampão têm grande importância biológica. - , responsáveis pela manutenção doExemplos: HCO3 pH do sangue. 2- /H2PO4 • Sais de ácidos fracos e bases fortes (como o NaCN) em solução aquosa dão hidrólise do ânion. A solução aquosa é básica: ¬ HA + OH- A- + H2O ® • Sais de ácidos fortes e bases fracas (como o NH4Cl) em solução aquosa dão hidrólise do cátion. A solução aquosa é ácida: ¬ BOH + H+ B+ + H2O ® • Sais de ácidos fracos e bases fracas (como o CH3-COONH4) em solução aquosa dão hidrólise do ânion e do cátion. A solução aquosa será ácida se o Ka for maior que o Kb; caso contrário, será básica. • Ânions de ácidos fortes e cátions de bases fortes não dão hidrólise. Portanto os sais de ácidos fortes e bases fortes (como o NaCl) não dão hidrólise e a solução aquosa é neutra. 9. ESTUDO DO ÁTOMO DE CARBONO(C)
  41. 41. Tipos de Carbono; A – Carbono Primário (P): é o carbono que se liga a no máximo 1 outro átomo de carbono. B – Carbono Secundário (S): é o carbono que se liga a 2 outros átomos de carbono. C – Carbono Terciário (T): é o carbono que se liga a 3 outros átomos de carbono. D – Carbono Quaternário (Q): é o carbono que se liga a 4 outros átomos de carbono. 10. ESTUDO DAS CADEIAS DE CARBONO • Quanto ao fechamento; A – Cadeia Aberta, Acíclica ou Alifática: os átomos de carbono não formam ciclos. B – Cadeia Fechada ou Cíclica: os átomos de carbono formam ciclos. Exemplos: • Quanto à disposição dos átomos de carbono; A – Cadeia Normal: é toda cadeia que apresenta carbonos primários e secundários. B – Cadeia Ramificada: é a aquela que apresenta pelo menos 1 carbono terciário ou quaternário. Exemplos:
  42. 42. • Quanto à ligação entre os átomos de carbono; A – Cadeia Saturada: é aquela em que os átomos de carbono se ligam somente por ligações simples. B – Cadeia Insaturada: é aquela em que pelo menos 2 átomos de carbono se ligam por ligações duplas ou triplas. Exemplos:
  43. 43. • Quanto à Natureza dos átomos de carbono; A – Cadeia Homogênea: é aquela que não apresenta átomos diferentes de carbono intercalados na cadeia, ou seja, não apresentam heteroátomo. B – Cadeia Heterogênea: é aquela que apresenta átomos diferentes de carbono intercalados na cadeia, ou seja, apresentam heteroátomo. C – Cadeia Homocíclica: é toda cadeia cíclica que não apresenta átomos diferentes de carbono entre os carbonos do ciclo. D – Cadeia Heterocíclica: é toda cadeia cíclica que apresenta o heteroátomo no ciclo. Exemplos:
  44. 44. 11. ESTUDO DOS ÁCIDOS, BASES, SAIS E ÓXIDOS A acidez e a basicidade das soluções podem ser evidenciadas pelas concentrações de H+ (ACIDEZ) e OH- (BASICIDADE). A formalização dos conceitos de ácido e base foi realizada por 3 teorias: A primeira delas foi desenvolvida por Arrhenius em 1887 para explicar a condutividade elétrica de certas soluções, definiu ácidos e bases assim: "ÁCIDO é toda substância que em solução aquosa se dissocia fornecendo íons H+, como único tipo de cátion." HCl H+ + Cl– "BASE é toda substância que , dissolvida em água, se dissocia, fornecendo íons hidróxido como único tipo de ânion." NaOH Na+ +OH – Observações: Os ácidos são compostos moleculares . Só conduzem a eletricidade em solução , pois há dissociação, formando íons. Quando puros não conduzem a eletricidade. As bases são compostos iônicos, pois temos metal ligado ao oxigênio Me+ (OH) – No estado sólido não conduzem a eletricidade, pois os íons estão presos. No estado fundido e em solução aquosa conduzem a corrente ,pois os íons estão libertos. Entretanto , atualmente sabemos que um próton simples não existe em soluções aquosas. Um próton em solução aquosa se hidrata, forma cátion hidrônio: H3O+ A teoria de Bronsted – Lowry
  45. 45. Bronsted e Lowry em 1923, propuseram uma teoria mais ampla , válida para todos os meios ( meio alcóolico, meio aquoso, etc.) Ácido= qualquer espécie química que doa prótons. Base= qualquer espécie química que aceita prótons. HBr + HOH H3O+ + Br – Ácido Base Outro exemplo: O que o íon amônio pode ser pela teoria de Bronsted – Lowry NH4 + NH3 + H+ O íon amônio pode ceder prótons funcionando como ácido de Bronsted- Lowry e não pode ser base de Bronsted, pois não pode ganhar prótons. A teoria de Lewis Lewis em 1923, apresentou uma definição eletrônica de ácido e base, ele se baseou no conceito de base de Bronsted, que é a espécie que recebe próton, assim para receber próton, a base deve fornecer um par de elétrons para a ligação. Ácido: toda espécie química que recebe par de elétrons. Base: toda espécie química que doa par de elétrons. Exemplo: :NH3 + HOH [ H3N:H ] + + OH – + base ácido NH 4 O NH3 é uma base porque recebeu um próton H+ da água. A água é um ácido porque cedeu um próton ao NH3. SAL DE ARRHENIUS - Composto resultante da neutralização de um ácido por uma base, com eliminação de água. É formado por um cátion proveniente de uma base e um ânion proveniente de um ácido.
  46. 46. Representação: Nitrato de sódio (NaNO3), Carbonato de sódio (Na2CO3), Bicarbonato de sódio (NaHCO3), Fluoreto de sódio (NaF), Sulfato de cálcio (CaSO4). ÓXIDO Composto binário de oxigênio com outro elemento menos eletronegativo Representação: ExOy, CaO, CO2, CO, SO2. BOA SORTE!!! MÓDULO IV – CONHECIMENTOS TÉCNICOS 01. Manutenção Corretiva e Preventiva 01.1. Manutenção Corretiva Conceito: é a manutenção que ocorre a atuação para a correção de falha ou do desempenho menor que o esperado. Ao atuar em um equipamento que apresenta um defeito ou um desempenho menor do que o esperado estamos realizando uma manutenção corretiva. O principal objetivo da manutenção corretiva é corrigir ou restaurar as condições de funcionamento do equipamento ou sistema. A manutenção corretiva pode ser dividida em duas classes: Manutenção corretiva não planejda; Manutenção corretiva planejada.
  47. 47. Manutenção corretiva não planejada: caracteriza-se pela atuação da manutenção em um fato já ocorrido, seja este uma falha ou um desempenho menor que o esperado. Não há tempo para preparação do serviço. A manutenção corretiva não planejada implica em altos custos, pois a quebra inesperada pode acarretar perda da produção, perdas da produção, perdas da qualidade do produto e elevados custos indiretos de manutenção. Manutenção corretiva planejada: caracteriza-se pelo correção do desempenho menor que o esperado ou da falha por decisão gerencial, isto é, pela atuação em função do acompanhamento preditivo ( manutenção com base no estado do equipamento, ou seja, predizer as condições do equipamento ) ou pela decisão de operara até a quebra. Um trabalho planejado é sempre mais barato, mais rápido e mais seguro do que um trabalho não planejado e será sempre de melhor qualidade. A característica principal da manutenção planejada é função da qualidade da informação fornecida pelo acompanhamento do equipamento. Nesse caso, o papel do operador é importantíssimo na observação do problema e no relato da anomalia. Mesmo que a decisão gerencial seja deixar o equipamento funcionar até a quebra, essa é uma decisão com conhecimento de causa e algum planejamento pode ser feito antes da falha ocorrer. Por exemplo, substituir o equipamento por outro idêntico, ter um kit de reparo rápido, preparar o posto de trabalho com dispositivos e facilidades, etc. 01.2. Manutenção Preventiva Conceito: Caracteriza-se por adotar um política inversa ao da manutenção corretiva, a manutenção preventiva procura evitar a ocorrência de falhas, ou seja, procura prevenir. Em determinados setores, como a aviação, a adoção de manutenção preventiva é imperativa para determinados sistemas ou componentes, pois o fator segurança se sobrepõe aos demais. Os seguintes fatores devem ser levados em consideração para adoção de uma política de manutenção preventiva: aspectos relacionados com a segurança pessoal ou da instalação que tornam obrigatório a intervenção, normalmente para a substituição de componentes; por oportunidade, em equipamentos críticos de difícil liberação operacional; riscos de agressão ao meio ambiente; e em sistemas complexos e/ou de operação contínua. Ex.: petrolíferas, petroquímicas, siderúrgicas, indústrias automobilísticas, etc. A manutenção preventiva será tanto mais conveniente quanto:
  48. 48. maior a simplicidade da reposição; mais altos forem os custos de falhas; mais as falhas prejudicarem a produção; e maiores forem as implicações de falhas na segurança pessoal e operacional. Se, por um lado, a manutenção preventiva proporciona um conhecimento prévio das ações, permitindo uma boa condição de gerenciamento das atividades e nivelamento de recursos, além de previsibilidade de consumo de materiais e sobressalente; por outro lado, promove, via de regra, a retirada do equipamento ou sistema de operação para a execução dos serviços programados. 02. Motores Elétricos Definição: equipamento destinado a transformar energia elétrica em energia mecânica ( energia de movimento ). 02.1. Classificação quanto ao tipo de alimentação 02.1.1. Motores de Corrente Contínua São motores que normalmente têm um custo elevado, se comparado a um motor de corrente alternada de mesma potência. Além disso, esse tipo de motor exige a disponibilidade de uma fonte de corrente contínua para a sua alimentação. Seu uso é justificado quando empregado em sistemas de controle de acionamento em que são necessários motores de fácil variação de velocidade. Veja o esquema abaixo: Excitação independente
  49. 49. Corrente Contínua Série Auto-excitação Paralelo Composto 02.1.2. Motores de Corrente Alternada São motores que funcionam alimentados por corrente alternada. São dos tipos: Síncrono e Assíncrono ( indução ) O motor síncrono funciona com velocidade fixa, é um equipamento caro, se comparado com outros de mesma potência e, por isso, é utilizado apenas para acionamento de cargas de grandes potências. O motor assíncrono ou de indução tem grande aplicação nas indústrias, principalmente nas refinarias. Tipo Universal Monofásico Anel em curto Rotor Gaiola Corrente Alternada Síncrono Fase Auxiliar Trifásico Rotor Tipo Gaiola Assíncronos ( Indução ) Rotor Tipo Enrolado Observação: para efeito de estudo e importância será analisado somente os motores de corrente alternada trifásica., pois são os mais utilizados em um sistema industrial 02.2. Motores Síncronos Motores que possuem como característica o funcionamento em que apresentam velocidade que depende da freqüência da rede que os alimenta, independentemente da carga. Os motores síncronos são alternadores que funcionam como motores. Sua velocidade, em número de rotações por minuto, é expressa pela fórmula abaixo: n = 120 x f p onde: n = freqüência f = freqüência p = número de pólos do motor
  50. 50. Vantagens: único motor elétrico que tem velocidade constante tanto a vazio como com carga, considerando-se que a freqüência de suprimento seja constante; para velocidade síncrona com deslizamento igual a zero independentemente tanto da carga como da tensão; emprego combinado como motor e como refazedor, para melhorar o fator de potência de toda a instalação a que está ligado. Desvantagens: O emprego de corrente contínua para sua excitação. Havendo qualquer perturbação no sistema, o motor poderá sair de sincronismo, causando a sua parada ( enquanto o motor assíncrono continuará a girar). Por sua vez, o controle e automatização de um motor síncrono não são tão simples como os de motor assíncrono. Aplicação Aplica-se como gerador, na correção do fator de potência, nos compressores, laminadores, sopradores e conversores de freqüência. 02.3. Motores Assíncronos ou de Indução Princípio de Funcionamento Uma corrente elétrica, ao percorrer uma bobina, cria um campo magnético dirigido conforme o eixo da bobina, sendo seu valor proporcional ao da corrente. Quando um enrolamento trifásico de um motor de indução é submetido a correntes alternadas defasadas de 120o ( graus ), cria-se em cada bobina um campo magnético também alternado. Pode-se provar que o campo magnético resultante do efeito dos três campos estabelecidos nas bobinas do estator tem valor constante e é girante, isto é, sua direção varia angularmente no tempo.
  51. 51. onde: Esse campo magnético H induz uma corrente nas barras do rotor que, por sua vez, gera um campo magnético que se opõe ao campo H. Desta forma, é estabelecida uma força de repulsão entre o campo H do estator e o campo gerado por ele no rotor. Como o campo H é girante, essa força também gira, provocando o arraste do rotor. Vantagens é relativamente simples; tem construção robusta; apresenta adaptação perfeita ao trabalho, á velocidade constante; fácil montagem e manutenção; tem manutenção de custo desprezível, apresentando dois pontos de desgastes: os dos mancais; rotor não tem destruição, o estator é bastante simples e impede as centelhas durante o funcionamento; suporta altas sobrecargas. Desvantagens O motor assíncrono, a intensidade da corrente para dar a partida, necessária á plena tensão, provoca uma indesejável queda de tensão no sistema. Aplicação O motor de indução trifásico tipo gaiola é o mais utilizado nas indústrias, por causa da sua simplicidade, construção robusta e baixo custo de fabricação. Nas indústrias onde são processadas as substâncias de caráter explosivo, devem ser utilizados motores que não provoquem centelhamento. Vida útil do motor
  52. 52. Sendo o motor de indução uma máquina robusta e de construção simples, sua vida útil depende quase exclusivamente da vida útil da isolação dos enrolamentos. Esta é afetada por muitos fatores, o mais importante é, sem dúvida a temperatura de trabalho dos materiais isolantes empregados. Um aumento de 8 a 10 graus na temperatura da isolação reduz sua vida útil pela metade. 03. Segurança no Trabalho 03.1. Equipamentos de Proteção Individual ( EPI ) Os EPI’s são equipamentos de uso pessoal, cujo objetivo é a proteção do trabalhador, ou seja, todo dispositivo de segurança para uso individual, destinado a proteger a integridade física de seu usuário de modo a evitar ou atenuar lesões no exercício de suas funções, quando as medidas de ordem geral não oferecem completa proteção contra os riscos de acidentes e danos à saúde do empregado. Objetivos dos EPI’s: proteger adequadamente; serem resistentes; serem práticos; serem confortáveis, sempre que possível. Os EPI’s são divididos em dois grupos: Grupo I – EPI’s de uso permanente: são equipamentos recebidos pelos empregados, para o exercício de determinadas funções, de uso pessoal, exclusivo e permanente. Ex.: capacete, óculos de segurança, botas e protetor auricular. Grupo II – EPI’s de uso temporário: são os equipamentos necessários para a realização eventual de trabalhos sobre condições de risco e que devem ser devolvidos após o término do trabalho. Ex.: mangueiras de incêndio, extintor e máscara com filtros. Responsabilidades da Empresa: tornar obrigatório o uso do equipamento; substituir imediatamente o equipamento quando for danificado ou extraviado; responsabilizar-se pela sua higienização e manutenção periódica; comunicar ao Ministério do trabalho qualquer anormalidade observada no EPI. Obrigações do Empregado:
  53. 53. usar o equipamento apenas para a finalidade a que se destina; responsabilizar-se pela guarda e conservação do equipamento; comunicar à empresa, qualquer alteração que o torne impróprio para o uso. Obrigações do Fabricante e/ou Importador: comercializar ou colocar à venda somente o equipamento que tiver certificado de aprovação – CA, do Ministério do trabalho; renovar o certificado de aprovação – CA, o certificado de registro de fabricante – CRF e o certificado de registro importador CRI, quando estiver vencido o prazo de validade estipulado pelo Ministério do Trabalho; requerer novo CA quando houver alteração das especificações do equipamento aprovado. Os principais tipos de EPI’s individuais são: a) equipamentos para proteção da cabeça: bonés, redes, gorros ( apenas para o couro cabeludo ) e capacetes de segurança com aba inteira ou frontal, que podem ser de plástico, de fibra de vidro ( para proteção do crânio ); b) equipamentos de proteção visual e facial: destinados à proteção de olhos e da face, contra lesões ocasionadas por: partículas, vapores de produtos químicos e radiações luminosas intensas. São eles: óculos de segurança contra impacto de partículas sólidas ( óculos para soldagem e trabalhos de corte a quente ); óculos de segurança com visão ampla contra partículas líquidas; óculos com lentes filtrantes. c) equipamentos de proteção para ouvidos: utilizados em trabalhos realizados em locais em que o nível de ruído seja superior aos limites de tolerância estabelecidos na NR-15 d) equipamentos para proteção do tronco e membros superiores / inferiores: utilizados em áreas onde exista o risco de contaminação por produtos químicos, locais onde haja o perigo de impacto e penetração de objetos que caem, locais de baixa temperatura e onde há risco de queimaduras e principalmente onde existir risco de cortes e atrito, tais como no manuseio de chapas com arestas cortantes, para trabalhos quente ou manuseio de produtos químicos. São eles: avental com mangas ou casaco com mangas: utilizado por soldador para trabalhos com maçarico e oxi-acetileno; avental de PVC: utilizado no manuseio de produtos químicos e na limpeza de permutadores, tanques, tubulações, etc;
  54. 54. avental de lona: utilizado com trabalhos e seco e com provável risco de pegar fogo, e contra riscos de cortes e atritos; casaco de proteção térmica ou avental de amianto: utilizado para trabalho em altas temperaturas; luvas de proteção de vaqueta: utilizadas em todos os serviços rotineiros, como abrir e fechar válvulas, apertar parafusos, etc; luvas de PVC: utilizadas no manuseio de produtos químicos, coleta de amostras, etc. calças de PVC: utilizadas no manuseio de produtos químicos; perneiras: protege pernas de riscos de origens mecânicas, como no manuseio de chapas grandes com arestas cortantes e atritos; botas ou sapatos de segurança: protege os pés e são usados em serviços rotineiros; botas de PVC: impermeabilizam os pés, pernas e coxas em locais úmidos, lamacentos ou encharcados, que contenham agentes químicos e abrasivos. chancas e caneleiras: usadas em riscos d origem térmica e radiação perigosas. e) equipamentos de proteção respiratória: máscara contra poeira: utilizadas contra partículas sólidas e deve ser substituída diariamente ou imediatamente quando houver dificuldade de respiração. máscara com filtros químicos: confeccionadas com carvão ativado, necessitam de ar por compressores, cilindros de ar comprimido ou ventoinhas. Deve-se sempre verificar se o filtro para proteção do contaminante presente. Após o uso devem ser higienizadas e o filtro deve ser vedado após o uso da máscara. máscara com suprimento de ar: protege o nariz e a boca, sendo máscaras faciais ou semifaciais. São fabricadas com filtros purificadores de ar, filtros mecânicos ou algodão. f) equipamentos de proteção especiais: cintos de segurança que podem ser de três tipos: cinturão com talabartes que permitem a utilização de acessórios, tais como: bolsas, porta-ferramentas, sustentação estática, cinturão com cordas ( suspensórios ou tipo pára-quedista ) para sustentação dinâmica ou cadeiras suspensas para trabalhos com deslocamento vertical. Dispositivos de trava quedas: o cinto de segurança pode ser reforçado com correias reguláveis por meio de fivelas, que têm
  55. 55. finalidade de distribuir a força do impacto em caso de queda ( trava de segurança ) e corda ( confeccionada em náilon cânhamo ou sisal ). Proteção para a pele: na proteção da pele devem ser utilizados cremes de proteção para neutralizar a absorção dos agentes químicos da pele. 03.1. Equipamentos de Proteção Coletiva ( EPC ) São equipamentos de proteção coletiva, que são instalados nos ambientes de trabalho com objetivo de proteger os trabalhadores que exercem suas funções naquele local. São dispositivos de segurança para uso coletivo, destinados a proteger a integridade física dos que ali exercem sua atividades. São eles que neutralizam ou atenuam o risco na fonte, ou seja, no lugar em que ele se manifesta, citamos os mais utilizados: sistemas de isolamento de operações ruidosas; exaustores: de poeira, vapores e gases nocivos; dispositivos de proteção em escadas, corredores, etc; hidrantes, mangueiras e extintores para combate a incêndio; chuveiros de emergência; lava-olhos; placas de aviso; fusíveis de disjuntores; guardas de proteção de máquinas 03.2. Noções de segurança de trabalho Segurança do Trabalho É o conjunto de medidas técnicas, médicas e educacionais, empregadas para prevenir acidentes, quer eliminando condições inseguras do ambiente de trabalho, quer instruindo ou convencionando pessoas na implantação de práticas preventivas. Acidente do Trabalho É o que ocorre pelo exercício do trabalho, a serviço da empresa, provocando lesão corporal ou perturbação funcional, que cause a morte, ou perda, ou redução permanente ou temporária, da capacidade para o trabalho. Acidente de Trajeto Fica caracterizado como acidente de trabalho também aquele que ocorra na ida ou na volta do trabalho, ou o ocorrido no mesmo trajeto quando o trabalhador efetua as refeições na sua residência. Deixa de caracterizar-se o acidente quando o trabalhador tenha por vontade própria, interrompido ou alterado o trajeto normal. Doença Profissional É a produzida ou desencadeada pelo exercício do trabalho peculiar à determinada atividade e constante da respectiva relação elaborada pelo Ministério do Trabalho e Emprego e o da Previdência Social. Ex: Saturnismo ( intoxicação provocada pelo chumbo) e Silicose ( sílica ). Doença do Trabalho É a adquirida ou desencadeada em função de condições especiais em que o trabalho
  56. 56. é realizado e com ele se relacione diretamente (também constante da relação supracitada). Ex: Disacusia ( surdez ) em trabalho realizado em local extremamente ruidoso. Incidente No conceito prevencionista é todo acidente sem lesão física, sendo que esta conceituação permite a análise de todos os acidentes ocorridos, para que possamos descobrir as verdadeiras causas e as conseqüentes medidas de prevenção. Causas do Acidente do Trabalho Em um passado não muito distante, a responsabilidade do acidente do trabalho era colocada muito mais nos trabalhadores através dos atos inseguros, essa tendência acabou criando uma "consciência culposa" nos mesmos, sendo que era tendência a negligência, o descuido, a facilitação e o excesso de confiança serem apontados como causas dos acidentes. Atualmente com o avanço e a socialização das técnicas prevencionistas, o que queremos é apurar quais são as verdadeiras causas e não os culpados pelos acidentes do trabalho, portanto, não é que não exista o ato inseguro e a condição insegura, o que precisamos é compreendê-los melhor. ƒ Condição insegura É a condição do meio ambiente de trabalho, que causou o acidente, ou contribuiu para a sua ocorrência. ƒ Fator pessoal de insegurança É causa relativa ao comportamento humano, que propicia a ocorrência de acidentes. Ex: Doença na família, excesso de horas extras, problemas conjugais, etc. Comunicação de Acidente do Trabalho (CAT) A Lei nº8.213/91 determina no seu artigo 22 que todo acidente de trabalho ou doença profissional deverá ser comunicado pela empresa ao INSS, sob pena de multa em caso de omissão. Tipos de CAT a) CAT inicial - acidente do trabalho, típico ou de trajeto, ou doença profissional ou do trabalho. b) CAT reabertura - reinício de tratamento ou afastamento por agravamento de lesão de acidente do trabalho ou doença profissional ou do trabalho, já comunicado anteriormente ao INSS. c) CAT comunicação de óbito - falecimento decorrente de acidente ou doença profissional ou do trabalho, ocorrido após a emissão da CAT inicial. A comunicação em epígrafe deverá ser feita ao INSS, em 24 horas úteis, em seis vias, com a seguinte destinação:
  57. 57. 1) ao INSS 2) à empresa 3) ao segurado ou dependente 4) ao sindicato de classe do trabalhador 5) ao Sistema Único de Saúde (SUS) 6) à Delegacia Regional do Trabalho Técnicas de Investigação de acidentes A quem interessa a prevenção de acidentes? 1) Ao trabalhador ƒ assegura qualidade de vida ƒ evita perda de rendimentos ƒ mantém sua auto-estima ƒ trabalho como prazer, alegria, motivação para vida 2) Ao empregador ƒ ganhos de produtividade ƒ preservação da imagem da empresa perante à comunidade ƒ redução dos custos diretos e indiretos ƒ diminuição de litígios trabalhistas ƒ menor rotatividade da mão-de-obra 3) A sociedade/governo ƒ menores encargos previdenciários ƒ imagem positiva da nação perante organismos internacionais ƒ valorização do ser humano por meio de políticas públicas ƒ diminuição do "Custo Brasil" A prevenção de acidentes deve obedecer a um processo dinâmico e constante que se caracterize por ações efetivamente prevencionistas que devem ser tomadas no sentido de evitar, eliminar, controlar ou impedir a evolução e consolidação dos riscos no ambiente de trabalho. A cuidadosa investigação de um acidente oferece elementos valiosos para a análise que deve ser feita, concluindo-se sobre suas causas e suas conseqüências. A análise dos acidentes fornece dados que se acumulam e possibilitam uma visão mais correta sobre as condições de trabalho nas empresas, com indicações sobre os tipos de acidentes mais comuns, as causas mais atuantes, a gravidade das conseqüências e os setores que necessitam de maior atenção do SESMT e da CIPA. Passos a serem seguidos: 01) Levantar os fatos, fazendo pesquisa no local do acidente e entrevistas com as pessoas envolvidas. 02) Ordenar os fatos e não fazer prejulgamentos. 03) Identificar as causas, sem querer achar um culpado. 04) Definir as medidas preventivas que visem eliminar o risco identificado. A realidade demonstra que a melhor maneira de evitar acidentes é praticar a
  58. 58. prevenção, a análise de acidentes estruturada em fatos reais, com a participação efetiva de todos os envolvidos, proposição de medidas viáveis e consensuais para evitar a reincidência constituem-se em uma arma valiosa na prevenção de acidentes quer de ordem pessoal, quer de ordem material. Investigar um acidente é reconstituir o ocorrido através dos vestígios encontrados no local e através dos dados coletados nas indagações feitas junto aos elementos diretamente envolvidos com o acidente. Após as providências imediatas (socorro ao acidentado e marcha normal do processo), iniciar imediatamente, no próprio local do evento, a investigação do acidente que deve ser feita por todos os envolvidos na análise e deve necessariamente ser realizada no local do evento. A investigação deve ser a mais completa possível e não omitir os seguintes aspectos: ƒ Tarefa no momento do acidente; ƒ Descrição do acidente; ƒ Equipamentos envolvidos; ƒ Ferramentas utilizadas; ƒ EPI's utilizados; ƒ Produtos envolvidos; ƒ Tipo de acidente; ƒ Fator pessoal. 04. Metrologia e Terminologia Importantes 04.1. Definição ( Terminologia – VIM 2.2 ) Metrologia é a ciência que trata das medição, tratando de seus aspectos teóricos e práticos, incluindo a incerteza, em todos os campos da ciência ou da tecnologia. 04.2. Medição Medição é um conjunto de operações com o objetivo de determinar um valor de uma grandeza. As operações podem ser feitas manualmente ou automaticamente. 04.2.1. Tipos de medidas e medições A partir da noção de que fundamentalmente medir é comparar, tem-se que uma medida pode ser obtida por dois métodos distintos: 04.2.1.1. Medição por comparação DIRETA Compara-se o objeto da medida com uma escala conveniente, obtendo- se um resultado em valor absoluto e unidade coerente. Por exemplo: medição da distância entre dois traços utilizando-se uma régua graduada.
  59. 59. 04.2.1.2. Medição por comparação INDIRETA Compara-se o objeto da medida com um padrão de mesma natureza ou propriedade, inferindo sobre as características medidas/verificadas. Por exemplo, medições/controle de peças com calibradores passa-não- passa; utilização de relógios comparadores. Na prática, normalmente, simplifica-se os termos acima definidos. Assim, encontramos usualmente "medida direta" e "medição por comparação" ou "medição indireta". 04.2.1.3. Critérios de escolha A passagem de medição direta para indireta pode, em geral, ser associada a dois fatos: - Tempo necessário para executar a medição; - Necessidade de resolução ou precisão incompatíveis com a dimensão a ser medida (com instrumentos de medição direta), por exemplo: 50 mm com 0,1 (um) de precisão 04.2.1.4. Exatidão e precisão A exatidão é proporcional a diferença entre um valor observado e o valor de referência. Normalmente, o valor observado é a média de diversos valores individuais. A precisão é proporcional a diferença entre si dos valores observados para obter-se uma medida. Assim, quanto maior a concordância entre os valores individuais de um conjunto de medidas maior é a precisão. 04.3. Princípio de medição ( Terminologia – VIM 2.3 ) Princípio é a base científica de uma medição. Exemplos: 1. efeito termelétrico aplicado à medição de temperatura; 2. efeito Josephson aplicado à medição de diferença de potencial elétrico; 3. efeito Doppler aplicado à medição de velocidade ou de vazão; 4. efeito Raman aplicado à medição do número de onda de vibrações moleculares. 04.4. Método de medição ( Terminologia – VIM 2.4 ) Método é a seqüência lógica de operações, descrita genericamente, usada para fazer medições. Os métodos de medição podem ser qualificados em vários modos, tais como: 1. direto
  60. 60. 2. substituição 3. comparação ou balanço de nulo 04.5. Procedimento de medição ( Terminologia – VIM 2.5 ) Procedimento é um conjunto de operações, descrito especificamente e usado para fazer medições particulares de acordo com um dado método Um procedimento de medição é usualmente registrado no documento que é geralmente chamado de procedimento de medição (ou um método de medição) e é usualmente em detalhe suficiente para possibilitar um operador fazer uma medição sem informação adicional. 04.6. Mensurando (mensurando) ( Terminologia – VIM 2.6 ) Mensurando é o objeto da medição ou a grandeza particular sujeita à medição. Por exemplo -pressão de vapor de uma dada amostra de água a 20 o C. A especificação de um mensurando pode requerer declaração acerca de grandezas como tempo, temperatura e pressão. 04.7. Grandeza de influência ( Terminologia – VIM 2.7 ) medição. É a grandeza que não é o mensurando mas que afeta o resultado da Exemplos 1. temperatura de um micrômetro usado para medir comprimento 2. freqüência na medição da amplitude de uma diferença de potencial elétrica alternada. 3. concentração de bilirubin na medição de concentração de hemoglobina em uma amostra de plasma sangüíneo do homem. 4. A grandeza de influência inclui valores associados com padrões de medição, materiais de referência e dados de referência dos quais o resultado de uma medição pode depender, bem 04.8. Grandeza de modificação É a grandeza que não é o mensurando mas que afeta o resultado da medição, alterando o seu valor justo na medição, diretamente no elemento sensor. Exemplos: 1. temperatura e pressão na medição da vazão volumétrica de gás. Como o volume depende da pressão e da temperatura do gás, estas variáveis modificam o valor medido da vazão volumétrica do gás. Como a 2. densidade na medição de nível de líquido através da pressão diferencial. pressão diferencial exercida pela coluna líquida depende da densidade do líquido, aceleração da gravidade e da altura do líquido, o nível é modificado pela densidade.
  61. 61. A modificação pode ser eliminada ou diminuída através da compensação da medição, quando se fazem as medições que afetam a variável medida e o cálculo matemático para eliminar a modificação. Por exemplo, na medição de nível de líquido com densidade variável através da pressão diferencial, medem-se a pressão diferencial e a densidade do líquido e aplicam-se os dois sinais a um divisor de sinais. A saída do divisor é proporcional apenas ao nível. 04.9. Instrumentos de Medição ( Terminologia – VIM 4.1 ) Há muitos termos empregados para descrever os artefatos utilizados nas medições. Eles não são mutuamente excludentes. Alguns são precisos outros são ambíguos, alguns são genéricos outros são específicos, alguns são usados por técnicos, outros por leigos. Os principais nomes são: 1. elemento 2. componente 3. parte 4. transdutor de medição 5. dispositivo de medição 6. medidor 7. instrumento de medição 8. aparelho 9. equipamento 10. malha de medição 11. instalação de medição 12. sistema de medição Em Instrumentação, uma malha de medição é constituída dos seguintes componentes, que podem estar fisicamente separados ou alojados em um único invólucro: 1. sensor 2. condicionador 3. display 04.9.1. Instrumentos de Medição ( Conceito ) Dispositivo utilizado para realizar uma medição, isolado ou em conjunto com outros dispositivos complementares. 04.9.2. Medida materializada (material measure) Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer, de maneira constante durante seu uso, um ou mais valores conhecidos e confiáveis de uma dada grandeza. É também chamado material de referência certificado. Exemplos: graduada) 1. Massa padrão 2. Bloco padrão de comprimento 3. Medida de volume (de um ou vários valores, com ou sem escala

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