TERMODINÂMICA. Aula 3 Por que o Sol um dia expandirá?

Transcrição

1 TERMODINÂMICA Aula 3 Por que o Sol um dia expandirá?

2 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.

3 POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ? Vídeo: Fim do planeta Terra Fonte:

4 DILATAÇÃO TÉRMICA O que ocorre com um objeto quando modificamos sua temperatura?

5 DILATAÇÃO TÉRMICA Como não ser esmagado pelas outras pessoas durante uma festa? Vídeo: Roda Punk

6 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.

7 DILATAÇÃO TÉRMICA Simulação Phet states-of-matter_pt_br

8 EXPERIMENTO 1 DILATAÇÃO TÉRMICA DE SÓLIDOS Verificaremos como se comportam os sólidos quando aquecidos.

9 EXPERIMENTO 1 DILATAÇÃO TÉRMICA DE SÓLIDOS O que aconteceu com a barra de cobre quando aumentamos sua temperatura?

10 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.

11 EXPERIMENTO 2 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE LÍQUIDOS Verificaremos como se comporta um líquido quando aquecido.

12 EXPERIMENTO 2 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE LÍQUIDOS O que aconteceu com o líquido quando aumentamos a sua temperatura? Por que isto aconteceu?

13 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.

14 EXPERIMENTO 3 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GASES Verificaremos como se comporta um gás quando aquecido. Fonte:

15 EXPERIMENTO 3 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GASES 1- O que causou o aumento do volume do balão? 2 Por que o volume não continuou aumentando?

16 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.

17 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GASES Nos gases devemos levar em conta 3 características: Volume Pressão Temperatura P. V T = valor constante

18 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GASES Quando modificamos uma destas características, podemos alterar as outras também. Simulação Phet states-of-matter_pt_br

19 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?

20 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.

21 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

22 DILATAÇÃO TÉRMICA Simulação Phet states-of-matter_pt_br

23 DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA Entretanto, verificaremos que a água possui um comportamento diferenciado de outros materiais.

24 DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA Simulação Phet states-of-matter_pt_br

25 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

26 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

27 POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ? O núcleo atinge a temperatura necessária para iniciar a fusão termonuclear do hélio. Núcleo

28 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

29 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

30 POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ? Este acréscimo de energia dilatará ainda mais o Sol, transformando-o numa supergigante vermelha. Núcleo

31 POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ? As camadas de gases continuam expandindo, até se desprenderem do núcleo Núcleo

32 POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ? De muito longe ele será visto como uma Nebulosa planetária.

33 POR QUE O SOL UM DIA EXPANDIRÁ? No final o Sol se transformará numa anã branca

34 EVOLUÇÃO ESTELAR Nem todas estrelas evoluem do mesmo modo. Isto depende da suas massas. Buraco Negro Nebulosa planetária Supernova Estrela de Nêutrons

35 EVOLUÇÃO ESTELAR