1. Motor de combustoO Ciclo de Otto um ciclo termodinmico, que idealiza o funcionamento de motores de combusto interna de ignio por centelha. Foi definido por Beau de Rochas e implementado com sucesso pelo engenheiro alemo Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por tienne Lenoir e Rudolf Diesel.

Motores baseados neste ciclo equipam a maioria dos automveis de passeio atualmente. Para esta aplicao, possvel construir motores a quatro tempos mais eficientes e menos poluentes em comparao aos motores a dois tempos, apesar do maior nmero de partes mveis, maior complexidade, peso e volume, comparando motores de mesma potncia.

Ciclo a quatro tempos

Os ciclos termodinmicos associados s mquinas reais se diferem sensivelmente da idealizao, j que os processos ocorrem apenas de forma aproximada maneira descrita e que os motores esto sucetveis a fenmenos no reversveis como o atrito.Ciclo mecnico

Considerando o uso de apenas duas vlvulas que so comandadas pelos ressaltos de rvore de cames, uma designada por vlvula de admisso ( direita na animao), que permite a introduo no cilindro de uma mistura gasosa composta por ar e combustvel e outra designada como vlvula de escape ( esquerda na animao), que permite a expulso para a atmosfera dos gases queimados, o ciclo de funcionamento de um motor de combusto a 4 tempos o seguinte:

Com o mbolo (tambm designado por pisto) no PMS (ponto morto superior) aberta a vlvula de admisso, enquanto se mantm fechada a vlvula de escape. A dosagem da mistura gasosa regulada pelo sistema de alimentao, que pode ser um carburador ou pela injeo eletrnica, em que se substitui o comando mecnico destes sistemas por um eletrnico e conseguindo-se assim melhores prestaes, principalmente quando solicitadas respostas rpidas do motor. O pisto interligado a biela e esta por sua vez interligada ao eixo de manivelas (virabrequim)impulsionado-o em um movimento de rotao. O pisto move-se ento at ao PMI (ponto morto inferior). A este passeio do mbolo chamado o primeiro tempo do ciclo, ou tempo de admisso. Fecha-se nesta altura a vlvula de admisso, ficando o cilindro cheio com a mistura gasosa, que agora comprimida pelo pisto, impulsionado no seu sentido ascendente em direco cabea do motor por meio de manivelas at atingir de novo o PMS. Na animao observa-se que durante este movimento as duas vlvulas se encontram fechadas. A este segundo passeio do mbolo chamado o segundo tempo do ciclo, ou tempo de compresso. Quando o mbolo atingiu o PMS, a mistura gasosa que se encontra comprimida no espao existente entre a face superior do mbolo e a cabea do motor, denominado cmara de combusto, inflamada devido a uma fasca produzida pela vela e "explode". O aumento de presso devido ao movimento de expanso destes gases empurra o mbolo at ao PMI, impulsionando desta maneira por meio de manivelas e produzindo a fora rotativa necessria ao movimento do eixo do motor que ser posteriormente transmitido s rodas motrizes. A este terceiro passeio do mbolo chamado o terceiro tempo do ciclo, tempo de exploso, tempo motor ou tempo til, uma vez que o nico que efectivamente produz trabalho, pois durante os outros tempos, apenas se usa a energia de rotao acumulada no volante ("inrcia do movimento"), o que faz com que ele ao rodar permita a continuidade do movimento por meio de manivelas durante os outros trs tempos. O cilindro encontra-se agora cheio de gases queimados. nesta altura, em que o mbolo impulsionado por meio de manivelas retoma o seu movimento ascendente, que a vlvula de escape se abre, permitindo a expulso para a atmosfera dos gases impelidos pelo mbolo no seu movimento at ao PMS, altura em que se fecha a vlvula de escape. A este quarto passeio do mbolo chamado o quarto tempo do ciclo, ou tempo de exausto(escape).

Aps a expulso dos gases o motor fica nas condies iniciais permitindo que o ciclo se repita.

2. Suporte e Ampola de CrookesUm tubo de Crookes um experimento eltrico num tubo de descarga, parcialmente no vcuo, inventado pelo fsico ingls William Crookes1 e outros por volta de 1869-1875,2 atravs do qual os raios catdicos foram descobertos.3

Em uma ampola, William Crookes submeteu um gs a uma menor que a presso atmosfrica e uma alta tenso. Quando os eltrons saem do ctodo, colidem com molculas do gs e ocorre a ionizao do gs e liberao de luz que ilumina toda a ampola. A partir desses experimento , J. J. Thomson observou que esse fenmeno independente do gs e do metal utilizado no eltrodo. Concluiu que os raios catdicos podem ser gerados a partir de qualquer elemento. A partir dessa concluso, Thomson pde, posteriormente, descobrir a existncia do eltron.

A "ampola de Crookes" feita de vidro ou quartzo e dentro dela se faz o vcuo. Ela contm duas placas metlicas ligadas a uma fonte de tenso eltrica. A placa ligada ao plo negativo chamada de catodo e a outra, ligada ao plo positivo, o anodo. Quando a tenso entre o catodo e o anodo fica bem elevada surge um feixe luminoso que sai do catodo e atravessa o tubo. So os "raios catdicos". Esses experimentos fizeram Thomson concluir que os raios eram na verdade um feixe de partculas carregadas negativamente e que possuiam massa.

3. Gerador de TensoUma fonte de tenso ou gerador de tenso qualquer dispositivo ou sistema que gere uma fora eletromotiva entre seus terminais ou derive uma tenso secundria de uma fonte primria de fora eletromotiva. Uma fonte de tenso primria pode suprir (ou absorver) energia a um circuito, enquanto uma fonte de tenso secundria dissipa energia de um circuito. Um exemplo de fonte primria uma bateria, enquanto um exemplo de funte secundria um regulador de tenso. Em teoria de circuitos eltricos, a fonte de tenso o dual de uma fonte de corrente.Considera-se que um gerador de tenso ideal aquele que gera tenso sempre constante, independentemente da corrente por ele fornecida ao circuito. Nesse caso, a impedncia interna do gerador nula.Entretanto, para um gerador de tenso real, h desvios das caracersticas ideais, uma vez que os elementos que o formam apresentam diversos tipos de perdas, sendo a mais importante a perda por efeito Joule. O gerador de tenso real pode ser modelado associando-se a perda por efeito Joule a uma resistncia interna Ri em srie com o gerador ideal E. Se nenhuma carga ligada ao gerador, no h queda de tenso na resistncia interna, pois no h corrente eltrica, sendo a perda nula: As fontes de alimentao de bancada, regulveis ou no, produzem uma tenso contnua em sua sada, a partir de uma tenso alternada de entrada, que fornecida com uma frequncia de 60 Hz pela concessionria de energia.

4. Bobina de HelmholtzA Helmholtz coil is a device for producing a region of nearly uniform magnetic field, named after the German physicist Hermann von Helmholtz. It consists of two solenoid electromagnets on the same axis. Besides creating magnetic fields, Helmholtz coils are also used in scientific apparatus to cancel external magnetic fields, such as the Earth's magnetic field. A Helmholtz pair consists of two identical circular magnetic coils (solenoids) that are placed symmetrically along a common axis, one on each side of the experimental area, and separated by a distance equal to the radius of the coil. Each coil carries an equal electric current in the same direction

5. TransformadorUm transformador um dispositivo destinado a transmitir energia eltrica ou potncia eltrica de um circuito a outro, induzindo tenses, correntes e/ou de modificar os valores das impedncias eltricas de um circuito eltrico.1

Inventado em 1831 por Michael Faraday,2 os transformadores so dispositivos que funcionam atravs da induo de corrente de acordo com os princpios do eletromagnetismo, ou seja, ele funciona baseado nos princpios eletromagnticos da Lei de Faraday-Neumann-Lenz e da Lei de Lenz,1 onde se afirma que possvel criar uma corrente eltrica em um circuito uma vez que esse seja submetido a um campo magntico varivel, e por necessitar dessa variao no fluxo magntico que os transformadores s funcionam em corrente alternada. O transformador baseado em dois princpios: o primeiro, descrito via lei de Biot-Savart, afirma que corrente eltrica produz campo magntico (eletromagnetismo); o segundo, descrito via lei da induo de Faraday, implica que um campo magntico varivel no interior de uma bobina ou enrolamento de fio induz uma tenso eltrica nas extremidades desse enrolamento (induo eletromagntica). A tenso induzida diretamente proporcional taxa temporal de variao do fluxo magntico no circuito. A alterao na corrente presente na bobina do circuito primrio altera o fluxo magntico nesse circuito e tambm na bobina do circuito secundrio, esta ltima montada de forma a encontrar-se sob influncia direta do campo magntico gerado no circuito primrio. A mudana no fluxo magntico na bobina secundria induz uma tenso eltrica na bobina secundria. Um transformador ideal apresentado na figura adjacente. A corrente passando atravs da bobina do circuito primrio cria um campo magntico. A bobina primria e secundria so ambas enroladas sobre um ncleo de material magntico de elevada de permeabilidade magntica, a exemplo um ncleo de ferro, de modo que a maior parte do fluxo magntico passa atravs de ambas as bobinas. Se um dispositivo eltrico conectado ao enrolamento secundrio, uma vez provido que a corrente e a tenso aplicadas ao circuito primrio tenham os sentidos indicados, a corrente e a tenso eltricas no dispositivo (usualmente denominado por "carga" do circuito) tero tambm sentidos definidos, como os indicados na figura. Na prtica os transformadores operam com tenses e correntes alternadas, de forma que as marcaes na figura representam a rigor, as relaes de fase entre os sinais no circuito primrio e secundrio visto que as tenses e correntes esto constantemente alternando seus sentidos a fim de prover um fluxo magntico varivel.

6. LaserLaser (cuja sigla em ingls significa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ou seja, Amplificao da Luz por Emisso Estimulada de Radiao) um dispositivo que produz radiao eletromagntica com caractersticas muito especiais: ela monocromtica (possui comprimento de onda muito bem definido), coerente (todas as ondas dos ftons que compe o feixe esto em fase) e colimada (propaga-se como um feixe de ondas praticamente paralelas).

Em 1905, Albert Einstein com o auxlio do trabalho de Max Planck, postulou que a luz formada por pacotes discretos e bem determinados de energia denominados quanta de luz, mas foram chamados de ftons, termo cunhado por Gilbert N. Lewis.

Em 1913 o dinamarqus Niels Bohr apresentou seu modelo de tomo, onde os eltrons orbitam o ncleo em nveis bem determinados, sendo que s podem "saltar" de um nvel para outro se receberem ou emitirem ftons com a quantidade de energia (que pode ser expressa pelo seu comprimento de onda) exata, exigida para o salto completo.

Em 1925, Erwin Schrdinger e Werner Heisenberg modificaram a forma de se interpretar o modelo de tomo de Bohr, postulando que os eltrons so partculas que apresentam propriedades de ondas, cujo comportamento pode ser totalmente explicado pelas funes de onda. Tais funes foram desenvolvidas por Schrdinger e preveem os diferentes nveis que o eltron pode assumir no tomo e as exatas energias associadas, isso significa que cada tipo determinado de tomo pode ser excitado sempre em quantidades bem definidas atravs da absoro de um tipo determinado de fton de comprimento de onda especfico.

Em 1953, Charles Hard Townes, James P. Gordon e Herbert J. Zeiger produziam o primeiro maser (microwave amplification through stimulated emission of radiation), um dispositivo similar ao laser, que produz microondas, em vez de luz visvel. O maser de Townes no tinha capacidade de emitir as ondas de forma continua. Nikolai Basov e Aleksander Prokhorov, da Unio Sovitica, ganhadores do Prmio Nobel em 1964, trabalharam de forma independente, em um oscilador quantum e resolveram o problema da emisso continua, utilizando duas fontes de energia, com nveis diferentes.

Em 1959, Gordon Gould publicou o termo LASER no artigo:The LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation2 3 . A inteno lingstica de Gould era usar a palavra "-aser" como um sufixo para denotar com preciso o espectro da luz emitida pelo aparelho de laser, deste modo: raios-x, Xaser, ultravioleta: uvaser.

Em 1960, Theodore Harold Maiman produz o primeiro laser4 , um laser de de trs nveis, que utiliza rubi como meio ativo5 . O rubi a laser produz luz pulsada na ordem de milissegundos com comprimento de onda de 694.3 nm, que enxergamos vermelha.

7. Mquina de WimshurstEsta mquina pertence uma classe de Mquinas Eletrostticas, que "geram" cargas eltricas atravs do fenmeno da induo eletrosttica. Foi uma inovao diante de mquinas eletrostticas anteriores como a Mquina de Holtz e a Mquina de Toepler que tinham tendncia inverso de polaridade em seus terminais, o que no ocorre na Mquina de Wimshurst. Na poca a ateno da pesquisa sobre eletricidade estava voltada para aplicaes prticas como iluminao eltrica, motores eltricos, telefonia e telegrafia.A mquina possui dois discos feitos com materiais isolantes que giram em sentidos opostos. Nesses discos so fixados diversos setores metlicos cujas bordas so arredondadas a fim de amenizar perdas de energia por efeito corona. Os setores so mais largos nas bordas que no seu interior, o que permite um espaamento constante entre eles ao redor do disco.Em frente a cada disco existe uma barra metlica, que so cruzadas uma em relao outra num ngulo de aproximadamente 60. Essas barras, chamadas de barras neutralizadoras, possuem em suas extremidades escovas feitas com fios metlicos que tocam os setores da mquina enquanto os discos giram. Quando um setor metlico passa por uma escova ocorre uma influncia pelo disco oposto, e por induo eletrosttica cargas eltricas opostas s do disco oposto so atradas para ele. A estrutura gera cargas crescentes nos setores, e as tenses sobem at que ocorra faiscamento.Uma importante variao da mquina de Wimshurst a mquina de Bonetti (1894), que, com a mesma estrutura bsica, usa discos limpos, sem setores, e escovas mltiplas nos neutralizadores, ou pentes com pontas. As cargas eltricas induzidas so coletadas por barras metlicas em forma de "U", que rodeiam as partes laterais dos discos. Estas barras so os coletores de carga da mquina, e possuem algumas pontas ou dentes metlicos dispostos frente dos setores da mquina. Pelo efeito do "poder das pontas" grande parte da carga nos setores "puxada" para os coletores. As cargas so levadas aos terminais da mquina, que possuem um faiscador. Nas extremidades do faiscador so colocadas esferas metlicas, a fim de que a cargas eltricas se concentrem antes de atingir a tenso de faiscamento, formando descargas eltricas vsveis.

8. Bobina de RuhmkorffA bobina de induo um gerador elctrico que permite a tenses muito elevadas, da ordem de milhares ou dezenas de milhares de volts a partir de uma fonte de corrente contnua . Ele foi inventado para 1850 por Heinrich Daniel Ruhmkorff , mecnica de preciso em Paris originais alemo . Enquanto Charles Grafton Pgina em US e Antoine Masson em Frana tinha feito dispositivos semelhantes. Ruhmkorff desde as necessrias melhorias bobina Masson para atender s necessidades de medicina fsica e de uma fonte de corrente de muito alta tenso.

O princpio da bobina de induo um transformador de reforo de tenso que consiste em uma primria P sinuosas e um enrolamento S. secundrio O primrio feito de algumas dezenas de espiras de fio de cobre isolado a partir de um dimetro relativamente grande (cerca de uma polegada), enquanto o secundrio composto de dezenas, ou mesmo centenas de milhares de espiras de fio fino (alguns dcimos de um milmetro). Os dois enrolamentos so enrolados em torno de um ncleo magntico constitudo por N feixes de fios de ferro macio juntos. O facto de dividir o ncleo para limitar as perdas de correntes parasitas . As voltas do enrolamento secundrio deve ser cuidadosamente isoladas para evitar a queima de enrolamento de sobretenso. Se o primrio p atravessado por uma corrente varivel (corrente contnua produzida por um acumulador e comandada pelo interruptor Int), a variao do campo magntico induzido na S secundrio uma tenso em que o valor proporcional razo entre o nmero S transforma o nmero de rotaes do p. Este rcio de transformao muito grande para bobina de Ruhmkorff, o que permite vrias tenses quilovolts. Quando a falha de energia (abrindo o circuito primrio) quando a tenso induzida mais elevada e produz uma fasca entre o esfrico terminais .A formao dos resultados de ignio no circuito de produo para uma srie de oscilaes eltricas amortecidos cujo perodo foi calculado em 1853 por William Thomson . Esta descarga oscilatrio acompanhada pela emisso de ondas eletromagnticas que foram estudados por Heinrich Hertz em 1887

9. Gerador de Van de GraaffUm gerador de Van de Graaff uma mquina eletrosttica que foi inventada pelo engenheiro estado-unidense descendente de holandeses, Robert Jemison van de Graaff por volta de 1929. A mquina foi logo empregada em fsica nuclear para produzir as tenses muito elevadas necessrias em aceleradores de partculas.Verses pequenas do gerador de Van de Graaff so frequentemente vistas em demonstraes sobre eletricidade, produzindo o efeito de arrepiar os cabelos de quem tocar na cpula, isolado da terra, pois o cabelo fica eletrizado com cargas da mesma polaridade, que consequentemente se repelem.O gerador bsico com excitao por atrito composto por uma correia de material isolante, dois roletes, uma cpula de descarga, um motor, duas escovas ou pentes metlicos e uma coluna de apoio. Os materiais mais usados na correia so o acrlico ou o PVC. Os roletes so de materiais diferentes, ao menos um deles condutores(como Teflon e alumnio), para que se eletrizem de forma diferente devido ao atrito de rolamento com a correia. O motor gira os roletes, que ficam eletrizados e atraem cargas opostas para a superfcie externa da correia atravs das escovas. A correia transporta essas cargas entre a terra e a cpula. A cpula faz com que a carga eltrica, que se localiza no exterior dela, no gere campo eltrico sobre o rolete superior; Assim cargas continuam a ser extradas da correia como se estivessem indo para terra, e tenses muito altas so facilmente alcanadas.O terminal pode atingir um potencial de vrios milhes de volts, no caso dos grandes geradores utilizados para experincias de fsica atmica, ou at centenas de milhares de Volts nos pequenos geradores utilizados para demonstraes nos laboratrios de ensino.Geradores profissionais utilizam sistemas eletrnicos, para depositar carga na correia, eliminando assim as instabilidades de desempenho causadas pela excitao por atrito e permitindo regulao precisa da tenso obtida. A operao dentro de cmaras de alta presso contendo gases especiais permite maior densidade de carga na correia sem ionizao, aumentando a corrente que carrega o terminal.

10. Peso e Medidas

11. Balana AnaliticaUm dos procedimentos mais comuns efetuado no laboratrio o da medida de uma massa. A massa de um corpo a quantidade de matria nele contida, uma propriedade independente do meio.As qualidades mais importantes de uma balana so a sensibilidade e a preciso.A primeira indica-nos o valor mnimo da massa necessrio para deslocar uma diviso na escala.; a segunda fornece o desvio dos valores obtidos para a mesma massa.Numa balana precisa, uma vez equilibrado o corpo, deve sempre obter-se o mesmo valor para a sua massa, quando se repete a operao um certo nmero de vezes.A preciso de uma balana depende muito do ambiente em que se encontra e da habilidade do operador. Para conservar esta qualidade, devem evitar-se correntes de ar, variaes de temperatura ou vibraes e resguardar a balana do p e dos vapores corrosivos.As balanas so muitas vezes classificadas de acordo com a sua capacidade e sensibilidade.As balanas analticas so precisas, sensveis e s se devem utilizar quando se pretendem determinaes rigorosas, como sejam as tomas de amostras, de substncias para a preparao de solues padro ou de precipitados nas tcnicas gravimtricas.

12. EspectrofotmetroO Espectrofotmetro um instrumento de anlise, amplamente utilizado em laboratrios de pesquisa, capaz de medir e comparar a quantidade de luz (radiao eletromagntica) absorvida, transmitida ou refletida por uma determinada amostra, seja ela soluo, slido transparente ou slido opaco.1 Existem duas classes de espectrofotmetros: o de feixe simples e o de duplo feixe e eles so constitudos, essencialmente, por cinco componentes principais: as fontes de radiao, o monocromador, o porta-amostras, os detectores e o indicador de sinal.O resultado da espectrofotometria dado por um grfico que conhecido como espectro e fornece informaes de intensidade por comprimento de onda da fonte de luz. Essa faixa de comprimentos de onda desejados pode ser selecionada antes da realizao das medidas, o que torna a medida mais especfica e ficaz j que no ser necessrio um nmero excessivo de dados para obter o resultado esperado. Os espectrofotmetros mais sofisticados cobrem uma gama de luz entre 200 nm e 2500 nm (ultravioleta a infravermelho).3 A faixa de comprimentos de onda da radiao eletromagntica mais utilizada est, aproximadamente, entre 350 nm e 750 nm, ou seja, no espectro de luz visvel. Para que os resultados obtidos pelas medidas realizadas no espectrofotmetro sejam precisos, necessrio sempre fazer a calibrao do instrumento utilizando padres conhecidosO funcionamento dos espectrofotmetros muito simples. A fonte de radiao emite luz (UV, visvel ou IR) e essa luz fracionada pelo monocromador (prisma ou rede de difrao) nos comprimentos de onda que a compem, ou seja, ela sofre refrao. A faixa de comprimentos de onda, inicialmente selecionada, dirigida para a amostra (solues, filmes finos, ps). Parte dessa luz absorvida e parte transmitida. A luz que transmitida chega ao detector e l transformada em um sinal eltrico. Finalmente, o sinal eltrico recebido pelo computador que transmite esses dados em forma de espectro (absoro x comprimento de onda). 10

Como citado anteriormente, os espectrofotmetros so compostos basicamente por cinco partes: a fonte de radiao, o monocromador, o porta-amostras, os detectores e o indicador de sinal.

13. Barmetro de navegaoOs instrumentos destinados a medir a presso atmosfrica chamam-se barmetros. Existem dois tipos: os de mercrio, baseados na experincia de Torricelli, e os metlicos (mais comuns nas embarcaes) que utilizam as deformaes provocadas pela presso atmosfrica numa caixa de metal em cujo interior foi feito vcuo. Quando a presso externa se altera, a caixa metlica se deforma; essa deformao transmitida a um ponteiro que se desloca sobre uma escala graduada.

14. Manmetro

O Manmetro (portugus brasileiro) ou Manmetro (portugus europeu) (do gr. , mans, pouco/ligeiramente denso, e , mtron, medida) um instrumento utilizado para medir a presso de fluidos contidos em recipientes fechados. Existem, basicamente, dois tipos: os de lquidos e os de gases.Muitos dos aparatos empregados para a medida de presses utilizam a presso atmosfrica como nvel de referncia e medem a diferena entre a presso real ou absoluta e a presso atmosfrica, chamando-se a este valor presso manomtrica; tais aparatos recebem o nome de manmetros e funcionam segundo os mesmos princpios em que se fundamentam os barmetros de mercrio e os aneroides. A presso manomtrica se expressa bem seja acima ou abaixo da presso atmosfrica. Os manmetros que servem para medir presses inferiores atmosfrica se chamam manmetros de vcuo ou vacumetros.Um tipo de manmetro j com sculos de existncia o de coluna lquida. Este manmetro contm um tubo, no qual se coloca uma dada quantidade de lquido, ar ou outro gs. Neste mtodo a presso a medir aplicada a uma das aberturas do tubo, enquanto uma presso de referncia aplicada outra abertura (geralmente a presso atmosfrica). A diferena entre as presses proporcional diferena do nvel do lquido, em que a constante de proporcionalidade a massa volmica do fluido.

.

15. Motor Electrico

16. Gerador Manual

17. h

18. Vv