Grade 11
  1. Mecânica  1.1. dinâmicas  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas e três dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração e desaceleração  1.1.6. Análise gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento (derivações avançadas)  1.1.8. Queda livre e velocidade terminal  1.1.9. Movimento de projéteis  1.1.10. Velocidade relativa em uma e duas dimensões  1.1.11. Movimento de um carro em um plano inclinado  1.2. Dinâmica  1.2.1. As leis do movimento de Newton e suas aplicações  1.2.2. Inércia e a primeira lei de Newton  1.2.3. Força e tipos de força  1.2.4. Atrito estático e cinético  1.2.5. Movimento circular e aceleração centrípeta  1.2.6. Movimento circular não uniforme  1.2.7. Bancagem de estradas e curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservação do momento em uma e duas dimensões  1.2.10. Aplicações da Terceira Lei de Newton  1.3. Work, Energy and Power  1.3.1. Trabalho realizado por uma força constante e variável  1.3.2. Teorema trabalho-energia  1.3.3. Energia cinética e potencial  1.3.4. Energia potencial gravitacional e elástica  1.3.5. Conservação da energia mecânica  1.3.6. Poder e potência instantânea  1.3.7. Eficiência das máquinas  1.3.8. Trabalho realizado por forças conservativas e não conservativas  1.4. Movimento rotacional  1.4.1. Torque e aceleração angular  1.4.2. Equilíbrio rotacional  1.4.3. Momento de inércia e suas aplicações  1.4.4. Momento angular e sua conservação  1.4.5. Energia cinética de movimento de rotação e rotação  1.4.6. Teorema dos Eixos Paralelos e Perpendiculares  1.4.7. Dinâmica do movimento rotacional
  2. Gravitational force  2.1. Gravitação universal  2.1.1. Lei da gravitação universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional e potencial  2.1.3. Mudança na aceleração devido à gravidade  2.1.4. Leis do movimento planetário de Kepler  2.1.5. Mecânica orbital e satélites  2.1.6. Velocidade de escape e velocidade orbital  2.1.7. Ausência de peso e queda livre  2.1.8. Energia potencial gravitacional e energia em órbitas  2.1.9. Buracos negros e lente gravitacional
  3. Propriedades da matéria  3.1. Mecânica dos fluidos  3.1.1. Densidade e pressão em líquidos  3.1.2. A teoria de Pascal e aplicações  3.1.3. O Princípio de Arquimedes e a flutuação  3.1.4. A equação de Bernoulli e aplicações  3.1.5. Equação de continuidade e o efeito Venturi  3.1.6. Tensão superficial e capilaridade  3.1.7. Viscosidade e Lei de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds e turbulência  3.2. Elasticidade e deformação  3.2.1. Lei de Hooke e a relação tensão-deformação  3.2.2. Módulo de elasticidade e aplicações  3.2.3. Deformação e limite de escoamento de sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor e temperatura  4.1.1. Propriedades termométricas e escala de temperatura  4.1.2. Expansão térmica de sólidos, líquidos e gases  4.1.3. Sistema de transferência de calor  4.1.4. Capacidade calorífica específica e calorimetria  4.1.5. Calor latente e mudança de fase  4.2. Kinetic theory of gases  4.2.1. Modelo molecular dos gases  4.2.2. Explicação cinética da temperatura  4.2.3. Equação do Gás Ideal e Desvios  4.2.4. Caminho livre médio e distribuição de Maxwell-Boltzmann  4.3. Leis da Termodinâmica  4.3.1. Lei Zero e Equilíbrio Térmico  4.3.2. Primeira Lei e Energia Interna  4.3.3. A Segunda Lei e Entropia  4.3.4. Ciclo de Carnot e motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores e Bombas de Calor
  5. Ondas e oscilações  5.1. Movimento Harmônico Simples  5.1.1. Equações do MHS  5.1.2. Energia no MHS  5.1.3. Oscilações amortecidas e forçadas  5.1.4. Ressonância e aplicações  5.1.5. Pêndulo e sistema massa-mola  5.2. Movimento ondulatório  5.2.1. Tipos de ondas mecânicas  5.2.2. Movimento das ondas e transporte de energia  5.2.3. Princípio da Superposição e Ondas Estacionárias  5.2.4. Reflexão, Refração e Difração  5.2.5. Efeito Doppler em som e luz  5.2.6. Pulsos e interferência
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Eletrostática  6.1.1. Carga elétrica e conservação  6.1.2. A lei de Coulomb e suas aplicações  6.1.3. Campo elétrico e fluxo elétrico  6.1.4. Potencial elétrico e energia potencial  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Eletricidade Atual  6.2.1. Lei de Ohm e resistência elétrica  6.2.2. Resistência e dependência de temperatura  6.2.3. Leis de Kirchhoff e Análise de Circuitos  6.2.4. Potência elétrica e eficiência  6.2.5. Combinação de resistores  6.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos e suas fontes  6.3.2. Força magnética em cargas em movimento  6.3.3. Indução eletromagnética  6.3.4. Leis de Faraday e Lenz  6.3.5. Indutância e Transformador  6.3.6. Corrente alternada e suas aplicações
  7. Óptica  7.1. Reflexão e Refração  7.1.1. leis da reflexão e refração  7.1.2. Espelhos e lentes  7.1.3. Reflexão interna total e fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferência e Difração  7.2.2. Experimento da dupla fenda de Young  7.2.3. Polarização da luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efeito fotoelétrico e a teoria de Einstein  8.1.2. Dualidade onda-partícula  8.1.3. Princípio da Incerteza de Heisenberg  8.1.4. Compton Effect  8.2. Física Atômica e Nuclear  8.2.1. Modelo atômico e níveis de energia  8.2.2. Decaimento radioativo e meia-vida  8.2.3. Fissão Nuclear e Fusão
  9. Eletrônica e Comunicação  9.1. Semicondutores  9.1.1. junção pn e diodo  9.1.2. Transistores e Portas Lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados e Aplicações  9.2. Sistemas de Comunicação  9.2.1. Noções básicas de Comunicação Analógica e Digital  9.2.2. Comunicação Sem Fio e Óptica  9.2.3. Modulação e Demodulação

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Calor latente e mudança de fase


Introdução

Na física térmica, é importante entender como o calor afeta as substâncias. Um aspecto interessante disso é como as substâncias mudam de fase, por exemplo, de sólido para líquido ou de líquido para gás. Durante essas mudanças de fase, o conceito de calor latente é importante. Vamos explorar o calor latente e as mudanças de fase em detalhe.

Compreendendo o calor latente

Calor latente é a quantidade de calor absorvida ou liberada por uma substância durante uma mudança de estado sem alterar sua temperatura. Isso pode parecer contraditório a princípio, porque frequentemente associamos calor com mudanças de temperatura. No entanto, durante uma mudança de estado, a energia é usada para mudar a estrutura da substância.

Existem dois tipos de calor latente:

  • Calor latente de fusão: O calor necessário para mudar um sólido para líquido ou vice-versa a uma temperatura constante. Por exemplo, derreter gelo em água ou congelar água em gelo.
  • Calor latente de vaporização: O calor necessário para transformar um líquido em vapor ou vice-versa a uma temperatura constante. Por exemplo, ferver água para formar vapor ou condensar vapor para formar água.

A fórmula para calcular o calor latente é:

Q = mL

Onde:

  • Q = energia térmica (em joules)
  • m = massa da substância (em quilogramas)
  • L = calor latente específico (em joules por quilograma)

Explicação da mudança de fase

Mudanças de fase ocorrem quando uma substância transita de um estado da matéria para outro. Os estados da matéria mais comuns são sólido, líquido e gás. Durante essas transições, a estrutura interna das moléculas muda, exigindo ou liberando energia na forma de calor latente.

temperatura energia térmica Sólido Líquido Gás

Fusão e congelamento

Durante a fusão, um sólido absorve energia térmica para se transformar em líquido. Quando o gelo derrete para se transformar em água, a temperatura permanece em 0°C até que todo o gelo tenha derretido. Da mesma forma, um líquido perde energia térmica para se transformar em sólido quando congela. Quando a água congela, ela permanece a 0°C até estar completamente sólida.

Fervura e condensação

No processo de fervura, um líquido se transforma em gás. Por exemplo, a água ferve a 100°C sob pressão atmosférica padrão, e permanece a essa temperatura até se transformar completamente em vapor. O processo oposto, condensação, ocorre quando um gás perde calor e volta a se transformar em líquido.

Visualização do calor latente

Para compreender melhor como a energia é absorvida ou liberada, considere um pedaço de gelo a uma temperatura abaixo de 0°C. Quando você aplica calor:

aquecimento do gelo Fusão do gelo aquecimento da água
  • Inicialmente, a energia térmica aumenta conforme a temperatura aumenta. (Aquecimento do gelo)
  • À medida que se aproxima de 0°C, a temperatura permanece constante, indicando uma mudança de fase de sólido para líquido. (Fusão do gelo)
  • Quando todo o gelo se transforma em água, o calor adicional aumenta a energia térmica da água, elevando sua temperatura. (Aquecimento da água)

Exemplos reais de calor latente

1. Geladeira: Geladeiras utilizam o conceito de calor latente para resfriar seus alimentos. O refrigerante absorve calor ao mudar de líquido para gás (causando resfriamento).

2. Ferro a vapor: Um ferro a vapor utiliza o calor latente de vaporização. Ele ferve água internamente para criar vapor, o qual cai sobre as roupas, ajudando a remover vincos.

3. Padrões climáticos: O vapor de água se move pela atmosfera e libera calor latente ao se condensar em gotas, causando eventos climáticos poderosos como furacões.

Conclusão

Calor latente e mudanças de fase são conceitos importantes para entender a física térmica. Ao aprender sobre como as substâncias absorvem e liberam energia durante transições de fase, obtemos insights sobre situações cotidianas e aplicações científicas avançadas. Conhecendo esses princípios, somos capazes de explorar projetos para tecnologias e processos que utilizam energia térmica de maneira eficiente.

Ao reconhecer a importância do calor latente e das mudanças de fase na física térmica, podemos expandir nossa compreensão do mundo e utilizar esse conhecimento em uma variedade de contextos científicos e cotidianos.


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Calor latente e mudança de fase

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