Química Tecnológica: Termoquímica

A Termoquímica é a parte da Química que estuda as trocas de calor que acompanham as reações químicas, baseando-se nos estudos da Termodinâmica. As reações químicas podem ser: 

• Exotérmicas: quando a reação ocorre com liberação de calor (de exo: para fora).
• Endotérmicas: quando a reação ocorre com absorção de calor (de endo: para dentro). 

Toda substância possui uma quantidade de energia armazenada nas suas ligações. Quando a energia contida nos reagentes é maior que a contida nos produtos, temos uma reação exotérmica, pois ocorre liberação de energia. Quando a energia contida nos reagentes é menor que a contida nos produtos, temos uma reação endotérmica, pois ocorre absorção de energia. 


Essa energia contida nas substâncias recebe o nome de entalpia (H). A variação de entalpia (ΔH) para uma determinada reação química é dada por:

•  ΔH = HP - HR, onde:

HP é a soma das entalpias dos produtos 
HR é a soma das entalpias dos reagentes. 

• Quando a reação se realiza a uma pressão constante o ΔH é chamado de calor de reação. Em Termoquímica é usual se expressar as variações de energia nas reações através de quilocalorias (Kcal). A quilocaloria é mil vezes o valor de uma caloria. 
• Uma caloria corresponde a quantidade de calor necessária para se elevar de 14,5ºC para 15,5ºC a temperatura de 1g de água. Outra unidade usual em Termoquímica é o Joule (J). Uma caloria equivale a 4,18 J.

Escalas Termométricas

*Esta postagem foi solicitada por uma leitora do Blog do Professor Carlão através do formulário de contatos. Participe também solicitando temas e postagens através dos comentários ou formulário de contatos. Pergunta: Olá professor por gentileza pode me responder qual a origem de uma escala termometrica? (Andressa Oliveira)

Quando queremos medir a temperatura de um determinado corpo, utilizamos uma escala termométrica, como forma de relacionar o conjunto de números associados às temperaturas. As três escalas termométricas mais comuns são Celsius (ºC), Fahrenheit (ºF) e Kelvin (K). 

O físico sueco Anders Celsius tomou como referência os pontos fixos da ebulição e solidificação da água, atribuindo arbitrariamente o número 0 ao ponto de fusão (PG) e 100 ao de ebulição (PV). 

O físico alemão Daniel Fahrenheit atribuiu dois pontos fixos da mesma forma que Celsius, contudo em misturas diferentes. Fahrenheit fez uma mistura de água, gelo picado e cloreto de amônio e atribuiu à temperatura dessa mistura o valor de 0. À temperatura do sangue humano, atribuiu o valor de 100. Na escala de Fahrenheit, o ponto de fusão é 32 ºF e o ponto de ebulição é 212 ºF. 

As escalas de Celsius e Fahrenheit são consideradas relativas, pois os “zeros” de cada uma dessas escalas deveria corresponder ao estado de mínima agitação, o que não é. Nas temperaturas 0ºC e 0ºF, a agitação das moléculas ainda é muito grande se considerarmos que estas são as temperaturas mínimas nessas escalas. 

Para solucionar isso, Lord Kelvin desenvolveu uma escala absoluta, isto é, uma escala onde o “zero” corresponde ao estado de mínima energia de agitação molecular. A escala Kelvin é expressa através do símbolo K, contudo não se diz “grau kelvin”, nem ºK, apenas “kelvin”. 

Uma interessante característica é a aplicação do termo graus centígrados (referindo-se às cem divisões da escala Celsius), pois quando comparamos com a escala Fahrenheit observamos que a mesma tem 180 divisões de observação da variação da temperatura. Por isso a maneira correta de associar o valor observado da temperatura é referindo-se sempre ao nome do cientista que criou a escala termométrica.

Exposição Einstein no Rio de Janeiro

Sistema de Frenagem do Carro

Parte 1

– Tudo o que anda tem que parar. Do que adianta estabilidade, dirigibilidade, conforto e potência se na hora de frear houver alguma falha? Por isso, fique atento quanto ao sistema de freios pois a atenção deve ser redobrada com a Manutenção Preventiva. Ele é composto por cabos e cilindros, mas as peças mais importantes são as que atuam efetivamente na frenagem do carro: discos, pastilhas e tambor. Estes componentes agem diretamente na roda do automóvel e fazem o carro parar quando se pisa no pedal. 

Parte 2 

- Geralmente, discos e pastilhas ficam localizados na parte dianteira, e são responsáveis por cerca de 70 a 80% da eficiência do freio de um carro. Esse conjunto tem melhor performance, pois dissipa melhor o calor e a água, além de ter manutenção mais simples.

- Já o conjunto tambor / lona fica alojado na roda traseira. A revisão periódica em oficinas é recomendável a cada 5.000 km. Mas antes disso, dependendo da utilização do veículo, o sistema pode apresentar algum problema. São eles: vibração e desvio de rota na hora de frear, curso muito longo da alavanca de freio de mão, altura do pedal (baixa e alta) e constantes barulhos quando se pisa no freio. Outro componente a ser avaliado é o fluido do freio. 

Parte 3

- Como ele absorve a umidade do ambiente, sua vida útil é de cerca de um ano ou 10.000 km. Passando disso, o fluído já estará com uma parcela significativa de água, diminuindo sua eficiência no acionamento dos freios. A falta de fluido pode ocasionar a perda completa dos freios. O desgaste do sistema de freio e a falta de Manutenção Preventiva são garantias certas de graves problemas. O mínimo que pode acontecer é o carro precisar de mais espaço para frear ou mesmo, em casos extremos, não frear na hora em que mais seja necessário.(WebMotors)

Alinhamento das rodas do carro

Alinhamento é, como o próprio nome diz, responsável por manter o carro “na linha” – sem que “puxe” para um lado, desde que transitando em piso regular.


O alinhamento é especificado pelo fabricante do veículo a fim de oferecer maior eficiência de rolamento, melhor dirigibilidade e otimização do grau de esterçamento. Qualquer alteração que ocorra nas especificações de alinhamento, ocasionada por impacto, trepidação, compressão lateral e desgaste dos componentes da suspensão poderá comprometer o bom comportamento do veículo. Ou, ainda, provocar desgaste irregular e prematuro da banda de rodagem.


São quatro os itens envolvidos no alinhamento: convergência, divergência, cáster e câmber. Todos eles devem ser observados no alinhamento, que será feito:


1 – a cada troca de pneus;
2 – quando os pneus apresentarem desgaste excessivo na área do ombro;
3 – quando os pneus apresentarem desgaste em forma de escamas na banda de rodagem;
4 – se um pneu tiver maior desgaste do que o outro;
5 – trepidação das rodas dianteiras;
6 – vibração do carro;
7 – volante duro;
8 – carro tende para os lados quando o motorista solta o volante;
9 – carro desvia e puxa para o lado quando os freios são acionados;
10 – a cada 10 mil km (rodízio ou balanceamento);


Fonte: Goodyear

Tópicos de Cálculo Diferencial e Integral

Nesta postagem apresento vídeo aulas do Professor Émerson Cruz destacando Tópicos de Cálculo Diferencial e Integral:


AULA 1/3: A Derivada
AULA 2/3: A Interpretação Geométrica da Derivada
AULA 3/3: Integração Indefinida - A Antiderivada

Água na Lua e em Marte

Depósitos de gelo com pelo menos 2 metros de profundidade podem ser encontrados em algumas pequenas crateras lunares, disseram pesquisadores na segunda-feira, enquanto um segundo estudo sugeriu que recentemente houve degelo e recongelamento da água em Marte, aumentando alguns dos característicos canais da sua superfície.


Os dois estudos contribuem com o debate político e científico sobre qual seria a melhor forma de estudar o Sistema Solar e o universo - com missões tripuladas, ou com robôs e sondas.


Num dos estudos divulgados na segunda-feira, Paul Spudis, do Instituto Lunar e Planetário de Houston, e seus colegas analisaram medições feitas pela sonda indiana Chandrayaan, a fim de buscar provas de que havia depósitos de gelo em algumas crateras lunares perenemente à sombra.


"Conforme a Lua foi bombardeada por objetos com água, como cometas e meteoritos, e implantada pelo hidrogênio do gelo polar ao longo do tempo geológico, parte desse material pode ter ido parar nessas áreas frias e escuras", escreveram os cientistas na revista Geophysical Research Letters.


Eles mediram a chamada razão de polarização circular, para demonstrar que ou a superfície é excepcionalmente áspera, ou existem de 2 a 3 metros de gelo acumulado.


O segundo estudo mostrou que um canal de 2 metros de largura em Marte se tornou quase 120 metros mais longo em dois anos.


Dennis Reiss, do Instituto de Planetologia da Westfalische Wilhelms-Universitat, em Munster, na Alemanha, e seus colegas disseram que a melhor explicação para isso é o degelo de uma pequena quantidade de água em forma de gelo.


Fotos mostram manchas marrons na vala, bem como canais novos e menores, disseram eles na mesma revista. A superfície, segundo eles, talvez fique quente a ponto de que a água dessa região de Marte derreta.


Em setembro, várias equipes haviam noticiado evidências de água, provavelmente congelada, em superfícies desérticas da Lua e de Marte, e pesquisadores também já viram nevar em Marte.


Fonte: Reuters.

Carro movido a grãos de café

Um carro que utiliza café como combustível foi apresentado no Reino Unido. Batizado de Car-puccino, o modelo Volkswagen Scirocco, de 1988, foi escolhido como base do projeto devido sua semelhança com o veículo usado no filme "De Volta para o Futuro", um DMC-12, da De Lorean Motor Company.



O Car-puccino foi desenvolvido pelo grupo de cientistas do programa "Bang Goes The Theory", da BBC, e percorrerá 337 quilômetros entre Manchester e Londres abastecido apenas com grãos de café. Depois, o carro ficará em exposição numa feira de ciências em Manchester.


Os cientistas calculam que para percorrer cinco quilômetros o carro precise de um quilo de café, o equivalente a 56 xícaras de espresso*. Logo, para percorrer o trajeto, serão usados 70 quilos de café, ou 11.760 xícaras de café curto. Apesar da velocidade máxima do carro chegar a 60 km/h, durante a viagem entre Manchester e Londres, o veículo não alcançará sua total potência.


Os grãos de café são colocados em um cilindro e aquecidos a carvão até produzirem hidrogênio e monóxido de carbono. Esse gás alimenta o radiador por meio de tubos, refrigerando o motor.
O gás então passa por dois filtros colocados no porta-malas. Um dos filtros libera qualquer resíduo sólido. O outro impede que o equipamento superaqueça.


Já limpo, o gás é levado até a parte frontal do veículo, onde percorre o motor por meio do processo de combustão e possibilita que o carro se movimente.


Para quem achou estranho a palavra espresso*, a grafia com “s” é sempre preferível à com “x”, pois a palavra espresso deriva do termo em latin ex-premere (espremer, tirar sob pressão). É melhor grafar com “s”, uma vez que o termo correspondente em português usa “s”, além do que, em quase todo o mundo a palavra é escrita com “s”. 

Dúvidas no Projeto Experimental

Esta postagem surgiu de perguntas realizadas por Jon Éder, estudante de Automação Industrial visando aperfeiçoar o Projeto Experimental de Conclusão de Curso.


"O projeto experimental da minha equipe está relacionado ao processo de fabricação de biscoitos.
Um estudo de caso na Fundação de Apoio ao Menor de Feira de Santana (FAMFS).
E no meio do caminho apareceram algumas dúvidas..."


1. A movimentação de ingredientes nas duas tubulações (sólidos e líquido) pra os produtos cairem na bacia de mistura, é feita da seguinte forma?
Líquido (óleo vegetal): Abertura de válvula
Sólidos (mistura dos pós): Rosca sem fim no interior da linha


2. Tem algum problema utilizarmos o túnel de resfriamento que achamos por ele utilizar sistema de Amônia?


3. O controle de rotação das esteiras é feita apenas com o controle de rotação dos motores?


4. Em relação a motores, todo motor empregado nessas indústrias operam segundo a relação: baixa rotação - alto torque?


Vamos então às respostas:


1- Tanto as válvulas (controle de líquidos), quanto a rosca-sem-fim (controle de sólidos), deverão estar monitoradas por uma célula de carga (balança associada ao controle através do peso de cada um dos ingredientes da receita) que deverá estar instalada na bacia de mistura (reator).


2- O túnel de resfriamento pode ser utilizado sem problemas, pois apesar de ser amônia o fluido refrigerante, este não entra em contato com o produto a ser resfriado.


3- O controle da rotação das esteiras está no controle de rotação dos motores, que deverão ser monitorados por um encoder (transdutor de rotação para sistemas de automação encontrado também nos servomotores).


4- Quanto aos motores de acionamento, a relação RPM/TORQUE sempre será a mesma: alto torque baixo RPM e vice-versa. Para controlar a rotação pode ser utilizado um inversor de frequência.