Óptica - Princípios

Princípio da Independência dos Raios de Luz:
Quando raios de luz se cruzam, cada um deles segue seu trajeto como se os outros não existissem.

Princípio da Reversibilidade dos Raios de Luz:
A trajetória seguida pelo raio de luz independe do sentido do percurso.

Óptica - Conceitos Básicos

Para entender a óptica devemos saber alguns conceitos de raios de luz:

Raios Conevergentes - Raios de luz que se encontram em um mesmo ponto.

Raios Divergentes - Raios de luz que saem do mesmo ponto.

Raios Paralelos - Raios que têm tragetórias paralelas e nunca se encontram.

Reflexão regular - Raios são refletidos uniformemente da mesma maneira que incidiram.

Reflexão difusa - Raios incidem e são refletidos em ângulos diferentes dos incidentes.

Refração regular - Após passar por um meio, os raios de luz contnuam seguindo uma tragetória igual em relação ao outro raio: se fossem paralelos continuariam paralelos.

Refração difusa - Após passar por um meio os raios não têm suas trajetórias alteradas uniformemente.

Corpos luminosos - corpos que emitem luz.

Corpos iluminados - corpos sobre os quais incidem raios de luz, sendo estes refletidos.

Simples ou Monocromático - Só pussui uma cor.

Composto ou Policromático - Possui várias cores.

Meio transparente - por ele só ocorre refração regular ou não ocorre refração alguma.

Meio tranlúcido - por ele ocorre a refração difusa da luz.

Meio opaco - a luz não é capaz de atravessar meios opacos.

Óptica Geométrica

No 2°semestre do 1°ano a matéria da vez foi a óptica geométrica. Nesse bimestre aprendemos sobre sombra, penumbra, espelhos (planos e esféricos), raios de luz, etc..

Calorimetria - Aplicação

Para definir os propriedade relacionadas a calorimetria em um material é necessário utlizar algumas fórmulas:

C = Qs/ΔT
c = C/m
Qs = m x c x ΔT = C x ΔT → Equação fundamental da Calorimetria
C = m x c
Q = energia fornecida em 1min x tempo em que o material esteve exposto a energia
Ql = m x L

Além dessas fórmulas há também relações que definem as relações que levam ao equilíbrio térmico.
Como em toda a relação que leva ao equilíbrio térmico, alguns corpos cedem energia e outros recebem. Os que cedem têm Q negativo e os que recebem têm Q positivo, sendo que a soma de todos os Q resultam em 0.

Q1 + Q2 + Q3 + Q4...... = 0
Q(recebido) = -Q(cedido) → Esse Q pode ser tanto Latente como Sensível dependendo da situação.

Calorimetria - Conceitos Básicos

Para entender melhor a matéria de calorimetria, vamos estabelecer alguns conceitos básicos:

Qs - Quantidade de calor recebida por um corpo (sensível)

Ql - Quantidade de calor recebida por um corpo (latente)

Capacidade Térmica (C) - Propriedade específica de um corpo e não de uma substância. Representa a quantidade de calor necessária para alterar em 1ºC a temperatura de um corpo.

m - Massa de um corpo

ΔT - Variação de temperatura

Calor específico (c) - Propriedade específica de cada substância. Representa a quantidade de calor necessária para alterar em 1°C a temperatura de 1g de um material.

Latente (pode ser para fusão ou ebulição) - propriedade específica de cada substância que define quanto calor deve ser cedido para um corpo

Calorimetria - Pontos de Fusão e Ebulição - Calor Sensível e Calor Latente

Já no 2° Bimestre, a matéria na qual nossos estudos foram focados foi a matéria de calorimetria.

Ao início vimos a diferença entre calor latente e calor sensível:

Calor Sensível - Calor sensível é o calor recebido que é utilizado para elevar a temperatura de um corpo.

Calor Latente - Calor latente é o calor recebido por um corpo que é utilizado para realizar a mudança de estado (Sólido/Líquido ou Líquido/Gasoso) do material. Quando um corpo está recebendo calor latente sua temperatura se estabiliza até a mudança se completar gerando o chamado patamar.

Dilatação Volumétrica dos Líquidos

O modo de se calcular a dilatação de líquidos é um pouco diferente. Os líquidos, diferentemente dos sólidos, como não têm forma definida, devem ser aquecidos em recipientes. Com isso, os recipientes também dilatam e podem fazer com que a dilatação pareça menor do que ela realmente é.
Os líquidos, em geral, se dilatam mais que os sólidos. Levando em conta todos esses fatos, para medir o quanto um líquido realmente dilatou, utiliza-se a seguinte fórmula: ΔV do líquido = ΔV do recipiente + ΔV aparente do líquido = V0(líq) x ΔT x γ(líq) + V0(rec) x ΔT x γ(rec).
γ - coeficiente de dilatação volumétrica
ΔV - Variação de volume
ΔT - Variação de temperatura
V0 - Volume inicial
(líq) - do líquido
(rec) - do recipiente
Observação: γ real do líquido = γ do recipiente + γ aparente do líquido

Modo Experimental:
Para observar de maneira experimental a dilatação dos líquidos, a melhor maneira é a utilização do esquema apresentado ao lado.
Primeiramente, encha um recipiente provido de um ladrão(saída lateral de líquidos) até que o líquido atinja o ponto mais próximo possível desse ladrão. Depois posicione um pequeno recipiente com demarcação de volume abaixo da saída do ladrão. Após isso, inicie o aquecimento.
Quando o líquido e o recipiente começarem a dilatar, tente medir o quanto foi a dilatação do recipiente por meio da medida das dimensões
do recipiente. Então, some a dilatação do recipiente com o volume de líquido e se obterá a dilatação real do líquido.

Caso haja dificuldade para determinar o volume e a variação do mesmo no recipiente, tente emergi-lo, quando cheio, em um pote de água antes e depois do aquecimento. De preferência utilize um pote com medições de volume. Anote qual a mudança no volume de água dentro do pote em cada submersão e compare as duas para obter o ΔV do recipiente.