André-Marie Ampère

André-Marie Ampère nasceu em Lyon, França. Foi professor de análise na École Polytechnique de Paris e no Collège de France. Em 1814 foi eleito membro da Académie des Sciences. Ocupou-se com vários ramos do conhecimento humano, deixando obras de importância, principalmente no domínio da física e da matemática.Partindo das experiências feitas pelo dinamarquês Hans Christian Oersted sobre o efeito magnético da corrente elétrica, soube estruturar e criar a teoria que possibilitou a construção de um grande número de aparelhos eletromagnéticos. Além disso descobriu as leis que regem as atrações e repulsões das correntes elétricas entre si. Idealizou o galvanômetro, inventou o primeiro telégrafo elétrico e, em colaboração com Arago, oelectroíman.

Em sua homenagem, foi dado o nome de ampère (símbolo: A) à unidade no SI de medida da intensidade de corrente eléctrica.

Seu filho Jean-Jacques Ampère (1800-1864) foi filólogo, erudito, viajante e historiador literário francês.

Pilha de Volta

Por volta de 1750, o anatomista (alguém que é especialista na área da anatomia humana, animal ou vegetal) italiana Luigi Galvani, realizando experiências de anatomia com os sapos, concluiu que a energia tinha origem nos músculos dos animais.

Alessandro Volta tinha uma ideia diferente de Galvani, pois achava que a electricidade tinha origem nos metais. Como físico, Volta tentava provar que só existiam um tipo de electricidade, que só aquela tinha sido estudada pelos físicos. Por isso trocou os tecidos de organismo vivos por ferro, cobre e tecido molhado . Variando os metais usados, rapidamente se convenceu de que o seu raciocínio fazia sentido.

Em 1800, Volta construiu a pilha de Volta, um equipamento capaz de produzir corrente elétrica continuamente. Entre duas placas metálica, uma de cobre e outra de zinco, imersas em ácido sulfúrico, observa-se o movimento das cargas eléctricas negativas que se deslocam do zinco e fluem em direcção ao cobre. A pilha de Volta produzia energia eléctrica sempre que um fio condutor desta, era ligado aos discos de zinco e de cobre, colocados na extremidade da pilha.

O debate entre Galvini e Volta foi um dos mais benéficos episódios na história da ciência. Volta generosamente denominou a corrente observada de corrente Galvância, e disse que o trabalho de Galvani se trata de uma das mais belas e mais surpreendentes descobertas.

Electricidade

A electricidade é o motor da nossa moderna vida. Mas apesar desse valor, esquece-mo-nos muitas vezes das dificuldades, dos custos e dos impactos da sua produção e consumo.
A electricidade é um movimento orientado por partículas com carga eléctrica (eletrões ou iões), através de um circuito eléctrico fechado. O circuito eléctrico, é um caminho ou itinerário para a corrente eléctrica. Esta, nos condutores metálicos ou na grafite, é devido a um fluxo de electrões, que transportam energia eléctrica que recebem de uma fonte de energia (exemplo da pilha, bateria e gerador).
A electricidade não é uma fonte de energia primária, pois tem de ser produzida através da transformação de fontes de energias primárias (energia solar, energia eólica, energia hídrica, energia das ondas, etc...). Esta transformação processa-se em diferente tipos de centrais eléctricas, conforme o tipo de energia primária utilizada ( centrais hidroeléctricas, centrais eólicas, centrais solares, centrais térmicas, centrais núcleares, etc...).

Existem alguns cuidados que devemos ter em atenção em relação à electricidade:

1	Adaptar a instalação elétrica às necessidades de utilização. Se o disjuntor disparar constantemente, a potência instalada não será a mais adequada.
2	Nunca improvisar ligações elétricas com materiais de recurso (substituir sempre o que estiver estragado).
3	Nunca tentar reparar um aparelho elétrico com este ligado à tomada de corrente.
4	Desligar as fichas puxando-as diretamente e não pelos respetivos fios.
5	Nunca ligar um circuito elétrico montado no laboratório sem ter a certeza absoluta que as ligações estão corretas (de acordo com um esquema prévio).
6	Nunca usar aparelhos elétricos sem verificar que estão em boas condições e que se adaptam à instalação elétrica disponível. Cuidado com fios partidos ou descarnados.
7	Usar, sempre que possível, tomadas com ligação à terra.
8	Não tapar os candeeiros quando estão ligados, principalmente com panos, pois existe o risco de sobreaquecimento e de incêndio do que está por cima.
9	Não deixar fios elétricos em zonas de passagem, nem por baixo de alcatifas, tapetes ou revestimentos com madeira.
10	Nunca usar um secador de cabelo ou outro aparelho junto da água da banheira, lavatório ou lava-loiça.
11	Não sobrecarregar as fichas múltiplas nem as extensões: É necessário verificar qual a potência máxima que suportam.
12	Não mexer em aparelhos elétricos ou tomadas com as mãos ou com os pés molhados.
13	Desligar o quadro elétrico quando houver uma fuga de gás (nunca mexer num interruptor ! A faísca gerada pode provocar uma explosão !)
14	Deixar sempre um espaço entre a televisão ou outros aparelhos e a parede, para evitar sobreaquecimento.
15	Não deixar aparelhos elétricos em stand by quando se ausentar de casa por muito tempo.

Um circuito eléctrico é um conjunto de elementos ou componentes, ligados numa dada sequência, formando um percurso ou caminho por onde vai passar a corrente eléctrica. Os circuitos eléctricos são geralmente constituídos por:

• Fonte de Energia- fornece a energia necessária para que a corrente eléctrica circule no circuito. Algumas fontes de energia eléctrica produzem-na a partir de uma outra forme de energia (as pilhas transformam energia química em energia química em energia eléctrica). Ex.: pilha, bateria.
• Aparelhos receptores -  Transformam a energia eléctrica que recebem, numa outra forma de energia. Ex.: lâmpadas, aquecedores, frigoríficos.
• Fios de ligação - Estabelecem a ligação entre vários elementos do circuito eléctrico. São constituídos por fios condutores, normalmente feitos por cobre, envolvidos por um isolador, normalmente plástico.
• Interruptor - Dispositivos que abrem ou fecham o percurso por onde passa a corrente eléctrica. Quando um interruptor está aberto, os aparelhos receptores associados estão desligados, e estarão ligados, quando o interruptor está fechado.

Para esquematizar um circuito eléctrico existem vários símbolos de dispositivos eléctricos que são:

Existem dois tipos de circuitos, circuitos em série e circuitos em paralelo, normalmente utilizados em casas.

• Num circuito com duas lâmpadas em série, uma é ligada a seguir à outra, existido apenas um caminho, para a corrente eléctrica. Em consequência o interruptor, qualquer que seja a sua localização, comanda todas as lâmpadas, quando se retira uma das lâmpadas, ou se uma delas funde, todas se apagam e quando se aumenta o número de lâmpadas, a luminosidade de cada uma diminui.
• Num circuito com duas lâmpadas em paralelo, cada uma é instalada numa ramificação diferente, existindo, assim, mais do que um caminho para a corrente eléctrica. Há um ponto chamado nó, onde a corrente do ramo principal se divide pelas duas ramificações, e outro nó onde a corrente eléctrica se junta de novo. Em consequência o interruptor instalado no circuito principal comanda todas as lâmpadas, mas, instalado numa das ramificações, comanda apenas uma lâmpada, quando se retira uma das lâmpadas, ou quando uma delas funde as ouras permanecem acesas e quando se aumenta o número de lâmpadas, a luminosidade de cada uma mantém-se.

Diferença de Potencial

A diferença de potencial é a energia fornecida pela fonte de energia (exemplo da pilha), representa-se por U, a Unidade de SI é o volt e o seu símbolo é um V. Mede-se com um voltímetro, mas este coloca-se sempre em paralelo. 1 kV(Quilovolt) = 1000V / 1 MV(Megavolt) = 1000000V / 1mV(milivolt) = 0,001

Intensidade da Corrente

A intensidade da corrente é o número de electrões que passam num determinado sítio do circuito eléctrico. Representa-se por I, a Unidade de SI é ampere e o seu símbolo é o A. Mede-se com um amperímetro, mas este coloca-se em serie (o polo negativo liga-se ao polo negativo e vs. Versa). Um ampere é igual a 6,28 x 10⁸. 1kA(Quiloampere) = 1000A / 1mA(Miliampere) = 0,001A

Resistência Eléctrica

Resistência eléctrica à É a oposição que os condutores oferecem à passagem da corrente eléctrica, esta depende do tamanho do condutor (quanto maior o comprimento maior a resistência), da espessura do condutor (quanto maior a espessura menor a resistência) e também depende do material de que os condutores são feitos. Representa-se por um R, a Unidade de SI é ohm e o seu símbolo . Mede-se com um ohmímetro, mas também se pode medir através da quociente entre a diferença de potencial e a intensidade da corrente. 1MΩ(megaohm)=1000000Ω  / 1kΩ (quilo-ohm) = 1000Ω  / 1mΩ(miliohm)=0,001Ω

Lei de Ohm

Lei de Ohm à Quanto o quociente entre os valores da diferença de potencial e a intensidade da corrente (U/I) é constante, chamam-se condutores óhmicos. Mas quando o quociente não é constante chama-se condutores não óhmicos. Ou seja a diferença de potencial nos terminais de qualquer condutor metálico filiforme e homogéneo, a temperatura é constante, é directamente proporcional à intensidade da corrente que o percorre. 

Forças

A força é uma interacção que existe entre os corpos, pode ser à distância ou em contacto. A sua unidade é o newton (N) e mede-se através de um dinamómetro. As forcas tem características próprias que são:

• Ponto de aplicação - no centro do corpo;
• Direcção - a direcção da forca pode ser horizontal, vertical ou oblíqua;
• Sentido - o sentido da força pode ser da esquerda para a direita, da direita para a esquerda, de cima para baixo ou de baixo para cima:
• Intensidade ou valor da força - é apresentada por newton e é representada pelo comprimento do vector.

Quando vária atuam sobre um corpo, cada uma delas exerce um efeito nesse corpo. O resultado dos efeitos de todas as forças é igual ao de uma única força a força resultante.
Chama-se força resultante do conjunto de forças que atuam ao mesmo corpo, a uma força equivalente a esse conjunto. Corresponde à soma de todas as forças.
A maneira de somar as forças de dois vectores é unir a extremidade de um vectores com a origem do outro e assim obtens o vector soma.
Existe uma regra que diz que quando duas forças com a mesma direcção e o mesmo sentido atuam num corpo, a força resultante (Fr) tem:

• direcção e sentidos iguais aos das duas forças;
• intensidade igual à soma das intensidades das duas forças. Fr = F1 + F2

Mas quando as forças  tem a mesma direcção mas sentido diferente. A forca é a diferença da intensidade das duas forças.

As as direcções das duas forcas tiverem direcções mas formarem entre si um ângulo de 90º, isto é são perpendiculares entre si, a intensidade da força resultante pode ser calculado aplicando o teorema de Pitágoras. Mas quando isso não acontece podemos  calcular a intensidade da força resultante através da regra do paralelogramo.

Leis de Newton

1º Lei de Newton

A primeira lei de newton diz que o corpo mantém o seu estado de repouso ou do movimento retilíneo uniforme se a resultante das forças for nula, ou seja, um corpo tem tendência a manter o estado.

2º Lei de Newton

A segunda lei de newton diz que quanto maior a força de intensidade da força resultante aplicada no corpo maior a aceleração adquirida por este. E quanto menor a massa de um copo, para uma força aplicada, maior é a aceleração adquirida por este. F_r = m x a / P = m x g( força gravitíca)

           3º Lei de Newton

           Quando as forças são aplicadas em corpos diferentes estas não se anulam ex.: quando nos encostamos numa parede nos aplicamos uma força na parede e esta aplica uma força em nós, apesar de tem o mesmo valor não se anulam. Chama-se a isto o par ação- reação.

Impulsão

         Arquimedes descobriu que os corpos mergulhados em líquidos ficam sujeitos a uma força de baixo para cima, designada impulsão, mas isto não acontece apenas em líquidos também acontece nos gases. Mas impulsão é muito maior nos líquidos, logo os corpos pesam menos dentro água. É essa a razão pela qual os corpos flutuam na água e os para-quedistas caem lentamente.

         Nem todos os corpos flutuam na água. Um corpo vai ao fundo quanto o valor do peso fora de água é maior que a impulsão, mas quando isso não acontece o corpo flutua. A resultante das forcas peso e impulsão chama-se peso aparente (peso-impulsão = peso aparente). O peso aparente tem sentido de baixo para cima e obriga o corpo a subir.

         A impulsão depende do volume do corpo imerso (quanto maior o volume = menor peso aparente, logo a impulsão é maior) e da densidade do líquido (a água salgada é mais densa, logo a impulsão é maior).

         Então Arquimedes criou uma lei que diz que qualquer corpo mergulhado num líquido recebe parte deste, uma impulsão vertical, de baixo para cima, de valor igual ao peso do volume do líquido deslocado.

Sir Isaac Newton

Sir Isaac Newton mais conhecido por Newton, nasceu no dia 25 de Dezembro, em Woolsthorpe-by-Colsterworth, e morreu no dia 31 de Março, em Londres, com 84 anos. Foi um cientista inglês, mais reconhecido como físico e matemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista,filósofo natural e teólogo.

Sua obra, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, é considerada uma das mais influentes na história da ciência. Publicada em 1687, esta obra descreve a lei da gravitação universal, também conhecida por lei da Inércia, e as três leis de Newton, que fundamentaram a mecânica clássica.

Newton construiu o primeiro telescópio refletor operacional e desenvolveu a teoria das cores baseada na observação que um prisma decompõe a luz branca em várias cores do espectro visível. Ele também formulou uma lei empírica de resfriamento e estudou a velocidade do som.

Além de seu trabalho em cálculo infinitesimal, como matemático Newton contribuiu para o estudo das séries de potências, generalizou o teorema binomial para expoentes não inteiros, e desenvolveu o método de Newton para a aproximação das raízes de uma função, além de muitas outras contribuições importantes.

Newton também dedicou muito de seu tempo ao estudo da alquimia e da cronologia bíblica, mas a maior parte de seu trabalho nessas áreas permaneceu não publicada até muito tempo depois de sua morte.

Em uma pesquisa promovida pela Royal Society, Newton foi considerado o cientista que causou maior impacto na história da ciência. De personalidade sóbria, fechada e solitária, para ele, a função da ciência era descobrir leis universais e enunciá-las de forma precisa e racional.

Distância de Segurança

Sabias que, quando o condutor de um veículo se apercebe de um obstáculo, demora algum tempo a actuar, a esse tempo chama-se tempo de reacção. O tempo de reacção médio de condutores com reflexos normais é cerca de 0,7 segundos.
A distância percorrida pelo veículo durante o tempo de reacção chama-se distancia de reacção.
Logo que o condutor reage, trava, pelo que a velocidade do veículo diminui até  se anular quando pára. O tempo necessário para o veículo parar chama-se tempo de travagem.
Durante o tempo de travagem, o veículo percorre com o movimento retardado uma distância que se chama distância de travagem.
A soma da distâncias de reacção e de travagem chama-se distância de segurança.

Movimentos

Movimento e repouso de um corpo são conceitos relativos, pois dependem de um referencial (local a partir do qual se faz a observação). Diz-se que o corpo está em movimento quando há alteração da posição do corpo ao referencial, mas quando não existe qualquer alteração da sua posição então ai diz-se que o corpo está em repouso.

Posição de um corpo 
A posição de um corpo é o local onde se encontra o corpo, relação a um referencial, representa-se por um "x" e a Unidade n S.I. é o metro (m).

Trajectória
A trajectória é a linha imaginaria que une as várias posição que o corpo ocupa ao longo do seu percurso, ou seja, é a linha imaginária que descreve o movimento.

Tipos de trajectória

• Rectilínea (linha recta), movimentos rectilíneos;
• Curvilínea (linha curva), movimentos curvilíneos;

Distância percorrida

A distância percorrida é a medida do comprimento da trajectória que o corpo realiza, no seu movimento, representa-se por um "d" e a Unidade no S.I. é o metro (m).

Deslocamento

O deslocamento corresponde à trajectória rectilínea que une os pontos de partida e de chegada do corpo, representa-se com um delta seguido de um "x" e a Unidade no S.I, é o metro (m).

Rapidez Média

 A rapidez média é uma grandeza escalar que corresponde à distância percorrida, em média, em cada unidade de tempo. O valor da velocidade é igual à rapidez média que se calcula da seguinte forma:

Velocidade Média

A velocidade tem, em física, um significado bem preciso, diferente do que tem na linguagem do nosso dia-a-dia. Trata-se de uma grandeza que nos informa sobre a rapidez do movimento em cada instante e ainda nos indica em que direcção e sentido nos movemos. Por isso, não lhe correspondem apenas um valor numérico. A velocidade é uma grandeza vectorial caracterizada por direcção, sentido e ponto de aplicação, além da intensidade. Representa-se, em cada instante, por um vector chamado vector velocidade.

Aceleração média

A aceleração é a grandeza que nos indica como varia a velocidade à medida que o tempo decore, calcula-se da seguinte forma:

Movimento rectilíneo

O movimento rectilíneo é o movimento realizado numa trajectória rectilínea

• movimento rectilíneo uniforme -> a velocidade é constante -> a aceleração é nula
• movimento rectilíneo uniformemente acelerado -> a velocidade é constante -> a aceleração é nula
• movimento rectilíneo uniformemente retardado -> a velocidade é constante

Tipos de Substâncias

Substâncias Moleculares

Unidade estrutural: molécula

Ligações existentes: ligações intramoleculares (ligações covalentes) e ligações intermoleculares.

Propriedades:

• Têm pontos de fusão e de ebulição baixos, devido ao facto das forças intermoleculares serem fracas, por isso, são facilmente destruídas;
• Existem substâncias moleculares solúveis em água e outras não. Por norma, a água dissolve substâncias moleculares polares, ou seja, as polares dissolvem as polares e as apolares dissolvem as apolares;
• Não conduzem a corrente eléctrica, porque as moléculas são partículas neutras.

Substâncias Covalentes

Unidade estrutural: átomo

Ligações existentes: ligações covalentes

Exemplos: No Diamante cada átomo de carbono liga-se a 4 átomos de carbono, por ligações covalentes simples. Não existem electrões livres. Na Grafite cada átomo de carbono liga-se a 3 átomos de carbono, por ligações covalentes simples. Existem electrões.

Propriedades:

• Têm pontos de fusão e de ebulição elevados, porque a ligação covalente é forte;
• Não conduzem a corrente eléctrica excepto a grafite devido a ter electrões livres;
• São duras e quebradiças, a mais dura é o diamante mas também se parte facilmente.

Substâncias Iónicas

Unidade estrutural: ião

Ligações existentes: ligações iónicas

Propriedades:

• Têm pontos de fusão e de ebulição elevados;
• Em geral, são solúveis em água;
• No estado sólido não conduzem a corrente eléctrica, em solução aquosa ou quando fundidas conduzem a corrente eléctrica;
• São duras e quebradiças.

Substâncias Metálica

Unidade estrutural: átomos (iões positivos e electrões livres)

Ligações existentes: ligação metálica

Propriedades: 

• Têm pontos de fusão e de ebulição elevados;
• Em geral, são sólidos à temperatura ambiente;
• Têm brilho metálico;
• São bons condutores de calor e da corrente eléctrica;
• São maleáveis e dúcteis.

Compostos de Carbono

Compostos de carbono, como o nome indica, são compostos formados penas por carbono e hidrogénio. A estes compostos chama-mo-lhes de hidrocarbonetos.

• Conjunto A (Alcano)

Ao conjunto A pertencem os hidrocarbonetos que são apenas ligados por ligações covalentes simples.

Formulas:                                                                                         Notação de Lewis:           

 

Classificação:

Classifica-se como Alcano porque é constituído apenas por ligações simples entre os carbonos e os hidrocarbonetos. O composto chama-se etano.

• Conjunto B (Alceno)

Ao conjuntos A fazem parte os hidrocarbonetos que são ligados por uma ligação covalente dupla.

Fórmulas:


Classificação:

Classifica-se como Alceno porque é constituído por pelo menos uma ligação covalente dupla. O composto chama-se eteno.

• Conjunto C (Alcino)

Ao conjunto C fazem parte os hidrocarbonetos que tem pelo menos uma ligação covalente tripla.

Fórmulas:

Classificação:

Classifica-se como Alcino porque é constituído por pelo menos uma ligação covalente tripla. O composto chama-se etino.

• Formação do nome dos hidrocarbonetos

O nome dos outros hidrocarbonetos é formado pela junção de um prefixo, varia consoante o numero de carbonos, e as terminações do conjunto a que pertence.

Prefixos:

met              1

et                 2

prop             3

but               4

pent             5

hex              6

Ex.: Propano = prop + alcano

• Outros compostos de carbono

Existem também outros compostos de carbonos, que são:

• Exercício

Agora que já sabes como formar todos os nomes dos hidrocarbonetos, deixo-te aqui dois exercícios:

Faz a fórmula de estrutura dos hidrocarbonetos HEXINO e BUTENO partindo do principio que cada átomo está rodeado por quatro ligações. A resposta ao exercício encontra-se nas informações do inicio do blog no lado direito. 

• Video

Deixo aqui um video que vos explica tudo sobre os hidrocarbonetos.

Ligações Químicas

Existem vários tipo de ligações químicas, mas esses tipos de ligações químicas são separadas por dois grandes grupos, as ligações intermoleculares, também conhecidas por ligações covalentes, que são aquelas que estabelecem ligações entre os átomos para formar uma molécula, são as ligações mais fortes, e as ligações intermoleculares que são aquelas que estabelecem ligações entre as moléculas, são as ligações mais fracas.

As ligações entre os átomos acontece para que os átomos que não tem 8 electrões de valência passem a ter, partilhando electrões com outros átomos.

• Ligação Covalente

Compartilha de electrões entre átomos de elementos com tendência para captar electrões.

• Ligação Iónica

Atracção entre iões positivos e negativos. Os iões resultam da transferência de electrões de átomos com tendência a libertar electrões para átomos com tendência a captá-los.

• Ligação Metálica

Atracção entre iões positivos e electrões livres.

Moléculas

Os elementos químicos formam uma variedade infinita de substâncias compostas e elementares.

Há substâncias com propriedades semelhantes mas outras têm propriedades muito diferentes:

• Umas são sólidas, outras líquidas e outras gasosas à temperatura ambiente;
• Umas são tão densas que vão ao fundo dentro de água enquanto outras são menos densas do que o próprio ar;
• Umas são muito duras, como o diamante, enquanto outras se deixam cortar facilmente com uma faca;
• Umas são maleáveis, como metais, mas outras são indeformáveis e quebradiças...

A nuvem electrónica das moléculas

A nuvem electrónica das moléculas é mais densa nas zonas próximas do núcleo e entre os núcleos dos átomos ligados, onde é mais provável encontrar os electrões, logo é menos densa nas zonas afastadas dos núcleos, onde é menos provável encontrar os electrões.

O tamanho das moléculas depende do tamanho dos átomos que as constituem. Quanto maiores são os átomos, maiores são as moléculas.

Nas moléculas formadas por dois átomos diferentes, a densidade da nuvem electrónica é maior perto de um dos átomos de um dos átomos. Por isso, junto desse átomo há algum excesso de carga negativa que fica a faltar junto de outro átomo. 

Existem então dois polos nestas moléculas o polo negativo, onde há excesso de carga negativa e o polo positivo, onde há falta de carga negativa. Diz-se que as moléculas são polares.

Nas moléculas formadas por dois átomos iguais, a densidade da nuvem electrónica é igual junto de cada um dos átomos, por isso não há polos.Chama-se a essas moléculas são apolares.

Classificação de moléculas

Quanto ao número de átomos:

• molécula diatómica, que é formado por dois átomos;
• molécula triatómica, que é formado por três átomos;
• molécula tetratómica, que é formado por quatro átomos;
• molécula pentatómica, que é formado por cinco átomos;
• molécula poliatómica, que é formada por muitos átomos.

Quanto aos elementos presentes:

• moléculas elementares ou simples, são aqueles que são formados por átomos do mesmo elemento químico;
• molécula compostas, são aqueles que são formados por átomos de diferentes elementos químicos.

Geometria molecular