Grade 10
  1. Mecânica  1.1. Dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração  1.1.6. Representação gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Movimento projetil  1.1.10. Velocidade relativa  1.2. Dinâmica  1.2.1. Leis do Movimento de Newton  1.2.2. Inércia e massa  1.2.3. Força e seus tipos  1.2.4. força de ação e reação  1.2.5. Fricção e seus efeitos  1.2.6. Coeficiente de atrito  1.2.7. Movimento circular  1.2.8. Força centrípeta e aceleração centrípeta  1.2.9. Momento e Impulso  1.2.10. Conservação do momento  1.2.11. A terceira lei de Newton e aplicações  1.3. Trabalho, Energia e Potência  1.3.1. Trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema do trabalho–energia  1.3.3. Energia cinética  1.3.4. Energia potencial  1.3.5. Energia Mecânica  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.3.8. Renewable and non-renewable energy sources  1.4. Força gravitacional  1.4.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional e intensidade do campo  1.4.3. Aceleração da gravidade em diferentes planetas  1.4.4. As leis do movimento planetário de Kepler  1.4.5. Órbitas e satélites  1.4.6. Peso e peso aparente  1.4.7. Energia potencial gravitacional
  2. Properties of matter  2.1. Estados da Matéria  2.1.1. Sólido, líquido e gás  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Forças intermoleculares  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose–Einstein  2.2. Pressão  2.2.1. Definição de Pressão  2.2.2. Pressão em líquidos  2.2.3. Pressão atmosférica  2.2.4. Princípio de Pascal  2.2.5. Princípio de Arquimedes e Flutuabilidade  2.2.6. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Elasticidade  2.3.1. Lei de Hooke  2.3.2. Tensão e deformação  2.3.3. Limite de Elasticidade e Módulo de Elasticidade  2.3.4. Aplicações da Elasticidade
  3. Física térmica  3.1. calor e temperatura  3.1.1. Diferença Entre Calor e Temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Expansão térmica  3.1.4. Equilíbrio térmico  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condutividade  3.2.2. Convecção  3.2.3. Radiação  3.2.4. Isolamento e suas aplicações  3.3. Propriedades térmicas da matéria  3.3.1. Capacidade térmica específica  3.3.2. Calor latente e mudança de fase  3.3.3. Ponto de Ebulição e Fusão  3.3.4. Motores térmicos e refrigeração  3.4. Laws of Thermodynamics  3.4.1. Lei zero da termodinâmica  3.4.2. Primeira lei da termodinâmica  3.4.3. Segunda lei da termodinâmica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas e óptica  4.1. A natureza e as propriedades das ondas  4.1.1. Tipos de ondas na natureza e propriedades das ondas  4.1.2. Ondas transversais e longitudinais  4.1.3. Parâmetros das ondas  4.1.4. Reflexão e refração de ondas  4.1.5. Superposição e Interferência  4.1.6. Ondas estacionárias e ressonância  4.1.7. Efeito Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características das ondas sonoras  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Aplicações das ondas sonoras  4.2.4. Ultrassom e seus usos  4.3. Ondas de Luz e Óptica  4.3.1. Natureza da luz  4.3.2. Reflexão da luz  4.3.3. Leis da reflexão  4.3.4. Espelhos e Formação de Imagens  4.3.5. Refração da luz  4.3.6. Lei de Snell  4.3.7. Lentes e Formação de Imagens  4.3.8. Reflexão interna total e ângulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Optical Instruments  4.4.1. Microscópio  4.4.2. Telescope  4.4.3. Olho humano e defeitos de visão  4.4.4. Câmera e seu princípio de funcionamento
  5. Eletricidade e Magnetismo  5.1. Eletrostática  5.1.1. Electric charge and its properties  5.1.2. Condutores e Isolantes  5.1.3. Lei de Coulomb  5.1.4. Campo elétrico e linhas de campo  5.1.5. Potencial elétrico e diferença de potencial  5.1.6. Capacitores e Capacitância  5.2. Eletricidade Corrente  5.2.1. Corrente elétrica e sua medição  5.2.2. Lei de Ohm  5.2.3. Resistência e resistividade  5.2.4. Circuitos em Série e Paralelos  5.2.5. Energia e potência elétrica  5.2.6. Leis de Kirchhoff  5.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  5.3.1. Campo magnético e linhas de campo  5.3.2. Efeitos magnéticos da corrente elétrica  5.3.3. Indução eletromagnética  5.3.4. Leis de Faraday da indução eletromagnética  5.3.5. Transformadores e Aplicações  5.3.6. Corrente AC e DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estrutura do átomo  6.1.2. Modelo atômico de Bohr  6.1.3. Níveis de Energia dos Elétrons  6.1.4. Raios-X e aplicações  6.2. Radioatividade  6.2.1. Tipos de radiação  6.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  6.2.3. Reações nucleares e aplicações  6.2.4. Fissão e Fusão  6.3. Física quântica  6.3.1. Dualidade onda-partícula  6.3.2. Efeito Fotoelétrico  6.3.3. Quantização de energia  6.3.4. Princípio da incerteza de Heisenberg
  7. Eletrônica e Comunicação  7.1. Semicondutores  7.1.1. Condutores, Isolantes e Semicondutores  7.1.2. Diodos e suas aplicações  7.1.3. Transistores e Portas Lógicas  7.1.4. LEDs e fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicação  7.2.1. Noções básicas de comunicação  7.2.2. Analog and digital signals  7.2.3. Comunicação sem fio e por fibra óptica  7.2.4. Ondas de Rádio e Modulação

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Propriedades térmicas da matéria


Bem-vindo à exploração das "Propriedades Térmicas da Matéria". Este tópico em física térmica trata de entender como a matéria se comporta quando submetida a energia térmica. Compreender essas propriedades nos ajuda em várias aplicações, desde aparelhos domésticos do dia a dia até instrumentos científicos sofisticados. Esta explicação detalhada cobrirá vários aspectos da energia térmica, como capacidade térmica, expansão e condutividade térmica, etc.

1. Introdução à energia térmica

A energia térmica, comumente conhecida como calor, é a energia que vem da temperatura da matéria. Quanto mais quente um objeto é, mais seus átomos e moléculas se movem, produzindo energia térmica. Esta é a energia interna presente em um sistema devido à sua temperatura. Vamos descobrir mais!

Considere uma xícara de café quente. O vapor que sai pode aquecer suas mãos porque tem alta energia térmica. Em contraste, um cubo de gelo frio irá retirar calor das suas mãos, tornando-as frias. Essas experiências do dia a dia ilustram a transferência de energia térmica.

2. Capacidade térmica

Capacidade térmica refere-se à quantidade de calor necessária para alterar a temperatura de um objeto por uma determinada quantidade. Cada substância tem uma capacidade térmica específica, geralmente expressa como joules por grau Celsius (J/°C)

Capacidade térmica específica

Capacidade térmica específica é uma propriedade importante. É a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um quilograma de uma substância em um grau Celsius. Sua fórmula é a seguinte:

q = mcΔT

onde q é o calor absorvido ou liberado, m é a massa, c é a capacidade térmica específica, e ΔT é a mudança na temperatura.

3. Expansão térmica

Expansão térmica é a tendência de uma substância de mudar sua forma, área e volume em resposta a uma mudança na temperatura. Quando a temperatura sobe, as substâncias geralmente se expandem, e quando esfriam, contraem-se.

Esse princípio é evidente em pontes, onde juntas de expansão são usadas para permitir a expansão e contração devido a mudanças de temperatura. Sem essas juntas, o material pode deformar-se ou quebrar.

4. Condutividade térmica

Condutividade térmica é a capacidade de uma substância de conduzir calor. Materiais com alta condutividade térmica, como metais, permitem facilmente a transferência de energia térmica, enquanto materiais com baixa condutividade térmica, como madeira, atuam como isolantes.

Exemplo

Quando você aquece uma extremidade de uma barra de metal, a outra extremidade aquecerá devido à condução térmica. Em contraste, se você realizar o mesmo experimento com uma barra de madeira, a outra extremidade permanecerá relativamente fria.

5. Mudança de estado

Uma mudança de estado envolve a transformação da matéria de um estado para outro, como de sólido para líquido ou de líquido para gás. Essas mudanças são impulsionadas pela energia térmica. O calor necessário para uma mudança de estado é chamado de calor latente.

Fusão e ebulição

A fusão ocorre quando um sólido se torna líquido, e a ebulição ocorre quando um líquido se transforma em gás. Ambos os processos requerem energia térmica para quebrar as ligações entre moléculas.

L = mL

Na fórmula acima, L é o calor latente, m é a massa, e L é o calor latente específico.

6. Aplicações das propriedades térmicas

Compreender as propriedades térmicas tem muitas aplicações. Engenheiros e cientistas usam conceitos de expansão térmica ao construir edifícios e estradas. Capacidade térmica específica é importante no projeto de sistemas de aquecimento e resfriamento.

Aplicações no mundo real

  • Mantas térmicas construídas com materiais de baixa condutividade térmica são eficazes em reter o calor do corpo.

  • Termômetros usam o princípio da expansão térmica, onde o fluido dentro se expande ou contrai com mudanças de temperatura, indicando a temperatura.

  • Chaleiras elétricas usam a alta condutividade térmica dos metais para aquecer a água rapidamente.

7. Conclusões

As propriedades térmicas da matéria são importantes para entender como diferentes substâncias reagem a mudanças de temperatura. Essas propriedades têm implicações práticas na vida cotidiana, desde manter nossas casas aquecidas até operar máquinas industriais de forma eficiente. Ao estudar propriedades térmicas, ganhamos insight sobre o comportamento e as características de diferentes substâncias sob energia térmica.

Vamos continuar explorando as maravilhas da física térmica! Este conhecimento fundamental nos prepara para um estudo mais profundo em termodinâmica e física.


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