TERMODINÂMICA

Aula 3 – Por que o Sol um dia expandirá?

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

• Vimos na aula anterior:

• Para determinar a temperatura de objetos necessitamos utilizar instrumentos de medida, (termômetro ou pirômetro) com escalas de temperatura.

• A cor de uma estrela indica a temperatura de sua superfície.

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

Vídeo: Fim do planeta Terra

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=dEvRglIbIRg

DILATAÇÃO TÉRMICA

O que ocorre com um objeto quando modificamos sua temperatura?

DILATAÇÃO TÉRMICA

Como não ser esmagado pelas outras pessoas durante uma festa?

Vídeo: Roda Punk

https://www.youtube.com/watch?v=9wj9bRWoO0U

DILATAÇÃO TÉRMICA

• Os constituintes (moléculas/átomos) dos objetos quando aquecidos comportam-se de modo muito parecido com as pessoas numa festa punk.

• Ao aumentarem sua temperatura (mais agitados) ficam mais distantes uns dos outros.

DILATAÇÃO TÉRMICA

Simulação Phet states-of-matter_pt_BR

EXPERIMENTO 1 DILATAÇÃO TÉRMICA DE SÓLIDOS

• Verificaremos como se comportam os sólidos quando aquecidos.

http://dicasereceitas.com/wp-content/uploads/2011/04/Panelas-no-fogao1.jpg

EXPERIMENTO 1 DILATAÇÃO TÉRMICA DE SÓLIDOS

O que aconteceu com a barra de cobre quando aumentamos sua temperatura?

EXPERIMENTO 1 DILATAÇÃO TÉRMICA DE SÓLIDOS

• A barra dilatou por que o aumento da sua temperatura deixou seus os átomos mais agitados, aumentando a distância média entre eles.

EXPERIMENTO 2 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE LÍQUIDOS

• Verificaremos como se comporta um líquido quando aquecido.

http://entrecolchetes.blogfolha.uol.com.br/files/2012/06/agua.jpg

EXPERIMENTO 2 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE LÍQUIDOS

O que aconteceu com o líquido quando aumentamos a sua temperatura? Por que

isto aconteceu?

EXPERIMENTO 2 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE LÍQUIDOS

• O líquido dilatou por que o aumento da temperatura deixou suas moléculas mais agitadas, aumentando também a distância média entre elas.

EXPERIMENTO 3 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GASES

• Verificaremos como se comporta um gás quando aquecido.

Fonte: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=35615

EXPERIMENTO 3 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GASES

1- O que causou o aumento do volume do balão?

2 – Por que o volume não continuou aumentando?

EXPERIMENTO 3 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GASES

1- O gás ficou mais agitado, aumentando também sua pressão e volume.

2 – Ele não conseguiu superar a pressão do balão e do ar.

DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GASES

• Nos gases devemos levar em conta 3 características:

• Volume

• Pressão

• Temperatura

𝑃. 𝑉

𝑇= 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒

DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GASES

• Quando modificamos uma destas características, podemos alterar as outras também.

• Simulação Phet states-of-matter_pt_BR

DILATAÇÃO TÉRMICA

• Observamos nos três experimentos apresentados anteriormente que há uma relação entre a temperatura e o comprimento/volume dos objetos.

Mas por que isto ocorre?

DILATAÇÃO TÉRMICA

• Se a temperatura está relacionada como a agitação das moléculas dos gases ou dos átomos dos sólidos, então, quando os aquecemos, eles ficam mais agitados.

DILATAÇÃO TÉRMICA

• Mais agitados, acabam ficando mais afastados uns dos outros, resultando no aumento do tamanho.

• Entretanto, outras características das moléculas podem fazer com que o objetos tenham um comportamento diferente do esperado

DILATAÇÃO TÉRMICA

Simulação Phet states-of-matter_pt_BR

DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA

• Entretanto, verificaremos que a água possui um comportamento diferenciado de outros materiais.

http://www.brasilescola.com/upload/conteudo/images/fbd038e04bff3ac95b43d863f89413c5.jpg

DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA

Simulação Phet states-of-matter_pt_BR

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

• Daqui a 5 bilhões de anos, diminuirá a quantidade de hidrogênio do núcleo do Sol. Isto diminuirá a taxa da fusão, do núcleo. Ele será comprimido pelas camadas de gases.

Núcleo

Núcleo

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

• Em consequência, iniciará fusão nuclear de hidrogênio numa casca ao redor do núcleo.

• Os gases ao redor da casca se aquecem e dilatam. O Sol se transformará numa gigante vermelha.

Núcleo

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

• O núcleo atinge a temperatura necessária para iniciar a fusão termonuclear do hélio.

Núcleo Núcleo

Núcleo

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

• Após alguns bilhões de anos, diminuirá a quantidade de hélio no núcleo do Sol. Isto diminuirá a taxa da fusão do núcleo. Ele será novamente comprimido pelas camadas de gases.

• .

Núcleo

Núcleo

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

• Em consequência, iniciará fusão nuclear de hélio numa casca localizada entre o núcleo de carbono oxigênio e a casca de hidrogênio.

Núcleo

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

• Este acréscimo de energia dilatará ainda mais o Sol, transformando-o numa supergigante vermelha.

Núcleo Núcleo

• As camadas de gases continuam expandindo, até se desprenderem do núcleo

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

Núcleo Núcleo

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

• De muito longe ele será visto como uma Nebulosa planetária.

POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ?

• No final o Sol se transformará numa anã branca

http://papofisico.tumblr.com/post/21180771855/o-colapso-de-s%C3%B3is

EVOLUÇÃO ESTELAR

• Nem todas estrelas evoluem do mesmo modo. Isto depende da suas massas.

Buraco Negro

Estrela de Nêutrons

Nebulosa planetária

Supernova

EVOLUÇÃO ESTELAR

http://astro.if.ufrgs.br/estrelas/node14.htm