Resumo - Estrutura Da Matéria
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Reviso 0 28 de junho de 2010 - Por Luis Andrade Neto < rodesiao @ gmail . com >
Cronologia
1808 - Dalton: Primeiro modelo atmico 1869 - Mendeleev: Princpios da qumica, 60 elementos, primeira "tabela peridica". 1900 - Planck: Quantizao da energia, radiao do corpo negro. 1905 - Einstein: Efeito fotoeltrico. 1906 - Thomson: Descoberta do eltron. 1911 - Rutherford: Descoberta do ncleo. 1916 - Bohr: Modelo atmico atual.
Aulas 3 e 4 Gases
Volume
Resulta da liberdade de movimento dos tomos dentro de um recipiente.
Presso
Resulta das colises dos tomos com as paredes do recipiente.
Frmulas
Presso = densidade X gravidade X altura Presso = Peso da coluna de ar ---------------------------rea em contato sob a coluna
Unidades
1 atmosfera (atm) = 760 milmetros de mercrio (mmHg ou torr) = 101,3 quilopascais (kPa) = 1,013 bar.
Temperatura
Relaciona-se com energia cintica (velocidade do movimento) dos tomos.
Unidades
Kelvin = Celsius + 273,15 Celsius = (Fahrenheit - 32) / 1,8
Transformaes de fase
Isotrmica Isobrica Isocrica Combinando as trs, temos: Temperatura constante Presso constante Volume constante
P1 X V1 = P2 X V2 = ... V1 / T1 = V2 / T2 = ... P1 / T1 = P2 / T2 = ...
Lei de Avogadro
"O volume ocupado por um gs sob temperatura e presso definidas diretamente proporcional quantidade de mols do gs." O comportamento do gs se aproxima do ideal em altas temperaturas e baixas presses. Nessas condies, um gs obedece (aproximadamente) equao:
(P X V) / T = R
Conceito de Mol
Um mol possui 6,02 X 10 tomos (nmero de Avogadro). Para encontrar o nmero de moles a partir da massa da amostra, use a seguinte equao:
Massa da amostra Moles = ---------------Massa molar Massa molar = massa de uma molcula X nmero de molculas em um mol
Gases Ideais
Para densidades suficientemente baixas, todos os gases reais tendem a se comportar como gases ideais.
Presso X Volume = Nmero de moles X Temperatura X Constante dos gases (0,082 atm/L/mol/K) Presso X Volume = Nmero de molculas X Constante de Boltzmann (1,38 J/K) X Temperatura
Como obter a velocidade RMS: eleve todos os valores ao quadrado, calcule a mdia dos quadrados e tire a raiz quadrada dessa mdia.
Aula 5 O Eltron
Tubo de Raios Catdicos (CRT)
um recipiente profundo, com vcuo em seu interior, com um eletrodo em cada extremidade. Os eletrodos possuem voltagem (DDP) alta. Com isso, eltrons se deslocam do ctodo at a tela. A trajetria desses eltrons governada por campos magnticos. Proporo carga-massa do eltron: 1,76 X 108 C/g (coulombs por grama). Carga no eltron: 1,6 X 10-19 C Massa do eltron: 9,1 X 10-28 g
Espectroscopia
Estudo da emisso ou absoro de luz pelos vrios materiais. Resultado principal: espectro de linhas.
Ultravioleta
De acordo com a fsica clssica, todo objeto deveria irradiar energia em pequenos comprimentos de onda com muita energia (esfriando rapidamente), o que significava que todos os corpos irradiam luz violeta ou ultravioleta.
Corpo Negro
um corpo que absorve toda a radiao que sobre ele incide. (Ele vai ser necessariamente de cor preta porque o preto nada mais do que a ausncia de luz, e a luz uma radiao.) O que ocorre, na verdade, que, medida que aquecido, um corpo qualquer reemite a maior parte da energia em forma de infravermelho (IR), depois como luz vermelha, depois laranja e azul. Ou seja, quanto mais quente o corpo, menor o comprimento de onda das reemisses (e maior sua frequncia). A emisso pode no ser totalmente concentrada, mas grande parte dela centrada em uma faixa estreita de comprimento de onda, que depende da temperatura. As propriedades das curvas de reemisso do corpo negro foram exaustivamente pesquisadas, mas a fsica clssica no conseguia explicar a curva inteira.
Lei de Wien:
Comprimento de onda mximo X Temperatura = 0,290 cm/K (centmetros por kelvin).
A Catstrofe do Ultravioleta
Os experimentos de Lord Rayleigh mostraram que, pra comprimentos de onda grandes, as teorias clssicas da fsica eram suficientes. Porm, medida que o comprimento de onda ia diminuindo, havia uma discrepncia crescente. Esta discrepncia chamada de Catstrofe do Ultravioleta. Max Planck, em 1900, descobriu que este problema seria resolvido se os objetos emitissem ou absorvessem energia em quantidades fixas, chamadas de quanta (plural de quantum). Nascia a fsica quntica.
Foi descoberto mais tarde que as ondas tm propriedades similares da luz: reflexo, polarizao e difrao. Porm, Hertz no atentou a um outro efeito colateral do experimento: o efeito fotoeltrico.
O Efeito Fotoeltrico
Trata-se da emisso de eltrons por um material quando exposto a uma radiao de uma frequncia suficientemente alta (acima do limiar de frequncia, chamado de v0).
0,5 X m X v2 = 0 -> h v0 = Trabalho. 1 eV (eltron-volt) = 1,6 X 10^-19 J (joule).
Efeito Compton
Quando os raios X colidem com a matria, uma parte espalhada. Delta Lambda = Comprimento de onda do fton final menos o comprimento de onda do fton inicial Constante de Planck Delta = -------------------------------------- X (1 - coseno do ngulo do desvio do fton) Massa do eltron X veloc. luz no vcuo