O Som (o que é, as propriedade e a propagação)

O SOM 

O som é uma manifestação de energia que pode ser produzido por diversas fontes sonoras, das cordas vocais dos seres humanos ao movimento rápido e ritmado das asas de um grilo.

Os sonos são produzidos por vibrações de partículas. Para que as vibrações se propaguem, é necessário que exista um meio material.

Vibração da água com um diapasão

O som propaga-se por ondas sonoras que podem ser:

• Mecânicas - propagam-se num meio material;

• Longitudinais - direção da pertubação é coincidente a direção da propagação.

Propriedades do som:

Altura --> propriedade que se relaciona com a frequência da onda (nº de ciclos/s); 
Pode ser: som grave, baixo e grosso ou som agudo, altos e fino;

Quanto maior a altura maior a frequência

Intensidade--> propriedade que se relaciona com a amplitude da onda;
Pode ser: som forte ou com maior intensidade e som fraco com menor intensidade;

Quanto maior a intensidade maior a amplitude

Timbre --> propriedade que permite distingir sons com a mesma altura e a mesma intensidade, mas provinientes de fontes sonoras diferentes.

Formula de calcular a velocidade de propagação do som:


LEGENDA:

d= distância (m)
∆t = segundo (s)
v= velocidade, metro por segundo (m/s)

As Ondas (o que é, e como podem ser)

Onda ---> é a propagação de uma perturbação num meio material ou não.













Classificação de ondas:

Quanto à sua natureza:

• Ondas Mecânicas: ondas que se propagam num meio material. Ex.: ondas do mar; ondas sonoras; ondas sismicas
• Ondas Eletromagnéticas: ondas que não precisam de um meio material para se propagarem; propagam-se no vazio (ou no vácuo) Ex.: ondas luminosas; ondas rádio; ondas microondas; ondas ultra-violetas.

Quanto á direção da perturbação:

• Ondas longitudinais: A direção da perturbação é igual à da propagação da onda.

• Ondas transversais: A direção da perturbação é perpendicular à direção de propagação da onda.

Onda periódica - As suas características repetem-se no espaço e ao longo do tempo. 

Onda não periódica - As suas características não se repetem e são irregulares

Características das ondas periódicas:

Temperatura e Calor

Temperatura é diferente de calor.


Temperatura: é uma grandeza física que se relaciona com o grau de agitação das partículas, ou seja, com a energia cinética média das partículas. Mede-se em termómetros. A unidade no SI é KELVIN (K), mas é mais utilizado os graus celsius (ºC).

> agitação, >Ec média, > temperatura
< agitação, <Ec média, < temperatura

Calor: é a maneira de tranferencia de energia térmica entre corpos a temperaturas diferentes. Quando dois ou mais sistemas a temperaturas diferentes são colocados em contacto, há uma troca de calor entre eles, até atingirem a mesma temperatura. Nisto consiste o equilíbrio térmico. O calor passa espontaneamente dos corpos de maior temperatura para os corpos de menor temperatura. 

Tipos de transferência de calor:  

    

Convecção;

Condução;

Radiação;

Fontes de energia

As fontes de energia podem classificar-se em:

• Fontes primárias;
• Fontes secundárias;

Os recursos naturais que podem ser utilizados como fontes de energia designam-se fontes primárias de energia. Exemplos:

- a água;

- o vento;

- os combustíveis fósseis;
- a radiação solar;

Os que são obtidos a partir das fontes primárias são considerados fontes secundárias de energia. Exemplos:

- a eletricidade;
- o gasóleo;
- a gasolina;
- o gás butano;


As fontes primárias de energia ainda podem ser classificadas em:

• Fontes não-renováveis de energia;
• Fontes renováveis de energia;

Fontes renováveis...

As fontes renováveis estão em continua renovação, podendo ser utilizadas de forma ilimitada. As fontes renováveis de energia são: a radiação solar, o vento, as ondas, as marés, a água, a geotermia, a biomassa e o biogás.





SOL - O sol é a grande fonte de energia do nosso planeta. A energia pode ser captada por painéis solares.

VENTO - A energia eólica ou a energia do vento é utilizada nos moinhos de vento, barcos à vela e actualmente em centrais eólicas que transformam a energia eólica em energia elétrica.

ONDAS E MARÉS - As ondas são consequência da acção do vento sobre a superfície dos mares e dos oceanos. As ondas e as marés podem ser utilizadas para a produção de eletricidade.










ENERGIA HÍDRICA - Os cursos de água são uma fonte de energia (hídrica). A energia resultante da queda de água retida numa albufeira, pode ser aproveitada para produzir energia elétrica numa central hidroelétrica.

GEOTERMIA - A energia geotérmica tem origem na actividade térmica interna da Terra. Esta manifesta-se, por exemplo, através dos vulcões, das fumarolas e das nascentes de águas termais.

BIOMASSA - A materia vegetal viva armazena energia química resultante da fotossíntese. Neste processo, as plantas captam energia luminosa e transformam a água e o dióxido de carbono em glicose e oxigénio.













BIOGÁS -  O biogás é um combustível resultante da decomposição de restos orgânicos pela acção de bactérias, em meio sem oxigénio.

A Energia

"Quem quiser desfeitear um físico pergunte-lhe o que é a energia." Feynman

Defenir energia não é fácil, nem mesmo Richard Feynman, físico norte-americano vencedor do prémio Nobel da Física, que escreveu:  "É importante compreender que, na física actual, não sabemos o que é a energia."

A energia:

...é uma grandeza física de difícil definição.
...não é uma substância, nem uma força, nem a causa dos fenómenos.
...pode associar-se a materiais e a situações de ação.
...pode transferir-se entre corpos.
...manifesta-se de diferentes formas.
...classifica-se em primária ou secundária e em renovável e não-renovável.
...tem duas formas fundamentais.



A energia detecta-se através das suas manifestações:

•  energia sonora (som);

•  energia luminosa (luz);

•  energia radiante (ex. raio x, microondas, ultravioletas, infravermelhos);

 

• energia térmica (aquecimento dos corpos);

• energia mecânica (movimento);

• energia elétrica (corrente elétrica);

As duas formas fundamentais de energia:

1. Energia potencial --> energia armazenada aos corpos e que pode vir a ser utilizada.

•  Energia potencial química: associada aos alimentos, combustíveis e ás pilhas;
•  Energia potencial elástica: associada aos materiais elásticos e molas;
•  Energia potencial gravítica (Epg)

     2. Energia Cinética --> energia que está relacionada com o estado de movimento de um corpo. Quanto maior a velocidade do corpo, maior é a energia cinética.

Os Catalisadores

Os catalisadores são substâncias que numa reação química alteram a velocidade da reação, mas não se consomem. Os catalisadores não são reagentes. Os catalisadores alteram a velocidade mas no final desta reação a quantidade de catalisador é a mesma do que inicialmente.



Os catalizadores não actuam em qualquer reacção química. Por exemplo, a clorofila é o catalisador da reacção da fotossíntese, mas não catalisa outras reações.



Os catalisadores podem aumentar ou diminuir a velocidade de uma reacção química. Quando o efeito é reduzir a velocidade são chamados de inibidores ou catalizadores de acção negativa. Quando o efeito é aumentar a velocidade, são denominados catalisadores de acção positiva ou apenas de catalisadores.

Ex. Os conservantes são inibidores dos alimentos

Velocidade de uma reação química

Durante uma reação química, os reagentes reagem entre si originando novas substâncias: os produtos de reação. Há reações que são instantâneas e outras que demoram milhares de anos para ocorrer.


Como se pode influenciar a velocidade de uma reação química?

- concentração dos reagentes; 
- estado de divisão dos reagentes sólidos;
- temperatura;
- luz;
- presença de catalisadores;

Concentração dos reagentes:

Aumentando a concentração de um dos reagentes, a velocidade da reação química também aumenta, ou seja, mais rápida é a formação de novas substâncias. Quando a concentração é maior os átomos têm maior movimentos e assim podem colidir e formar novas substâncias.



Estado de divisão dos reagentes sólidos:

Quando aumenta o estado de divisão, aumenta a superficie de contacto, assim aumenta o número de partículas disponiveis para reagir. Assim a velocidade da reação química é maior.






Temperatura:

Quando aumenta a temperatura, a agitação das partículas também aumenta. Assim a probabilidade de colisões aumenta. Assim a velocidade da reação química é maior.



Luz:

Há certas substâncias que em contacto com a luz aumentam a velocidade da reação química.