Física para Agronomia  (FIS01001)

Instituto de Física/UFRGS

  Semestre: 2005/01

      Dia_a_dia  


Previsto:

02/06/05 Aula XXIV
Capilaridade


31/05/05 Aula XXIII
Escoamento Turbulento


26/05/05 Aula XXII
Feriado

24/05/05 Aula XXI
Escoamento permanente e variável
Escoamento ideal
Teorema de Bernoulli
Tubo de Venturi
Exercício 1 do cap. 20

19/05/05 Aula XX

Segunda Prova - conteúdo do capítulo 19
Entrega dos exercícios do capítulo 19

17/05/05 Aula XIX
(Aula começará as 8:30h)
Aula para tirar dúvidas para prova

12/05/05 Aula XVIII

Equação de estado dos gases reais
Exercícios

10/05/05 Aula XVII
Gases Ideais - Equação de Estado
Mistura de Gases (pressões parciais, frações molares)
Exercícios

05/05/05 Aula XVI

Empuxo
Peso Aparente
Exercícios

03/05/05 Aula XV
Manômetros
Prensa hidráulica
Exercícios

28/04/05 Aula XIV
Unidades de Pressão
Exemplos de densidade e pressão em diferentes meios
Variação de Pressão em função da coluna de líquido
Barômetro de mercúrio

26/04/05 Aula XIII
Revisão de Cálculo
Pressão Hidrostática

21/04/05 Aula XII

Feriado.

19/04/05 Aula XI
Começaremos a Segunda Unidade do semestre com Fluidos (Parte IV do livro Okuno/Chew/Caldas).

14/04/05 Aula X
Primeira avaliação.
Média da turma: 6.4 (Vamos melhorar essa média pessoal!)
Desvio padrão: 1.5
(Consulte sua nota)

12/04/05 Aula IX
Aula de exercícios


07/04/05 Aula VIII

Visita ao laboratório para demonstração do espectro atômico de lâmpadas de mercúrio, hidrogênio, sódio, etc.
Resolução de exercícios.

          

       
                

05/04/05 Aula VII
Ainda em modelos atômicos.
A espectroscopia e a química (texto muito interessante)

01/04/05 Aula VI
Capítulo 4 do Okuno, Caldas, Chow - Modelos Atômicos
Diagrama de energias do Átomo de Hidrogênio
Capítulo 5 do Okuno
Datação Radioativa, Meia Vida.

...Mas o método de datação pelo Carbono 14 (proposto em 1949) é valido desde que obedeça a duas condições: inexistência de mudanças no equilíbrio entre a produção de Carbono 14 na natureza e sua taxa de decaimento (mudanças nesse equilíbrio inutilizariam o método); e – no caso de árvores mortas – inexistência de trocas de carbono entre o fóssil do vegetal que se deseja datar e o meio ambiente, isto é, que o sistema tenha permanecido quimicamente fechado (essas trocas mudariam a relação entre os isótopos levando a datações erradas).

Por isso a datação de árvores por radiocarbono pode ser complicada. Por exemplo, amostras de madeiras entre 50 e 350 anos apresentam desvios muito grandes nas datações. Além disso, o aumento atmosférico do radiocarbono devido aos testes nucleares realizados nas décadas de 60 e 70 pode levar a erros graves, já que em certas medições do radiocarbono a idade de espécimes chegou a ser quintuplicada, dando-se a árvores com trezentos anos, mil e quinhentos anos.

Já outras técnicas baseadas na medição da atividade do Carbono 14 encontraram idades superiores a 400 anos em árvores da floresta amazônica. Estudos com o cerne de árvores da espécie Bertholetia excelsa (castanha-do-brasil) estimaram idades de cerca 440 anos (com variação para mais ou para menos de 60 anos) e datações em vinte árvores de grande porte na cidade de Manaus determinaram idades variando entre 200 e 1400 anos.

A datação por radiocarbono pode ser válida para a estimativa da idade e taxas de crescimento, mas apresenta problemas: só é eficaz com árvores de grande porte (mais antigas), presume que as taxas de radiocarbono na atmosfera permaneceram constantes ao longo do tempo, e seus resultados podem ser afetados por variáveis ambientais como estações secas ou excessivamente úmidas, fogo, doenças, etc., que podem influenciar diretamente na estimativa das taxas de crescimento diamétrico. Finalmente, é muito cara para aplicação em grandes populações de árvores.
.. (...)

link interessante


29/03/05 Aula V
Capítulo 4 do Okuno, Caldas, Chow - Modelos Atômicos
Espectro de energia do Átomo de Hidrogênio
Estados estácionários
Transições eletrônicas
Um pouco da história do átomo (...)

experiência do Rutherford (texto em nível de vestibular)

 



24/03/05 Aula IV
Definição de Atividade, meia-vida
Exemplos de fontes naturais e artificiais de radiação
Excitação, ionização.

Nesse link você encontra curiosidades sobre o urânio (...)
funcionamento de usina
Somente o U-235 na natureza tem a propriedade de se fissionar e portanto, sustentar uma reação em cadeia.

O aproveitamento e controle dessa energia liberada é feito dentro de reatores nucleares, que nas usinas nucleares, fazem o mesmo papel que a caldeira desempenha nas usinas térmicas comuns.

A fim de otimizar as reações nucleares costuma-se enriquecer o urânio antes do seu uso nos reatores. Esta operação consiste simplesmente em aumentar o teor do Isótopo U-235 (o único que se fissiona) na mistura de isótopos do urânio natural (U-234, U-235 e U-238).

Dentre as vantagens e contribuições apresentadas pelo uso da energia nuclear em lugar de centrais térmicas convencionais, podemos apontar que, quando utilizada para produção de energia elétrica é uma forma de energia que não emite nenhum gás de efeito estufa (dióxido de carbono, metano, óxido nitroso e outros) e nenhum gás causador de chuva ácida (dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio). A energia nucleoelétrica também não emite nenhum metal carcinogênico, teratogênico ou mutagênico (Arsênio, Mercúrio, Chumbo, Cádmio, etc.) como as alternativas que utilizam combustível fóssil o fazem. A utilização da energia nuclear também não libera gases ou partículas que causem poluição urbana ou diminuição da camada de ozônio.

FAQ'S na página da INB (Indústrias Nucleares do Brasil) (http://www.inb.gov.br/default.asp)

19. O que é radiação natural ?
É aquela existente no meio ambiente, na crosta terrestre, no nosso corpo ou proveniente de raios cósmicos. É também chamada de radiação de fundo ou background.

20. Quais as fontes naturais de radiação ?
a) Raios cósmicos - São radiações provenientes principalmente do sol, que atingem o planeta. Os raios cósmicos são parcialmente blindados pela atmosfera da terra. Portanto, quanto maior a altitude, maior será a exposição aos raios cósmicos. Por exemplo, viagens aéreas intercontinentais aumentam as exposições aos raios cósmicos.
b) Solo - Os elementos radioativos das séries naturais são parte dos materiais constituintes da crosta terrestre. Em algumas regiões do planeta existe maior concentração desses elementos, como é o caso, no Brasil, do município de Poços de Caldas, em Minas Gerais e do litoral do estado do Espírito Santo.
c) Água - Alguns elementos das séries radioativas naturais estão presentes nas águas subterrâneas. Algumas fontes de águas minerais apresentam maiores concentrações destes elementos.
d) Ar - Os gases radônio e torônio, presentes nas séries radioativas naturais do urânio e do tório, respectivamente, emanam do solo e de rochas, e são dispersados na atmosfera. Ambientes fechados, com pouca renovação de ar, tais como minas subterrâneas ou locais fechados que utilizam ar condicionado ou calefação, apresentam maiores concentrações destes gases no ar.

21. Quais as fontes artificiais de radiação ?
a) Raios X médicos, odontológicos e industriais, utilizados em diagnósticos e em controles de soldas;
b) Aceleradores de partículas utilizados em pesquisas físicas;
c) Reatores nucleares, utilizados em pesquisas e geração de energia elétrica;
d) Irradiadores médicos e industriais, utilizados em terapias e em conservação de alimentos e materiais diversos;
e) Radioisótopos, utilizados em terapias médicas.


Neste link você encontrará informações sobre lesões causadas pela radiação (...)

... Ocorreram grandes vazamentos acidentais de reatores nucleares, como na usina de Three Mile Island, na Pensilvânia em 1979 e na usina de Chernobyl, na Ucrânia em 1986. O acidente de Three Mile Island não provocou uma grande exposição exposição radioativa. De fato, as pessoas que viviam em um raio de 1,5 km da usina receberam uma quantidade de radiação um pouco menor que a quantidade de raios X que uma pessoa recebe, em média, em 1 ano. No entanto, as pessoas que viviam perto de Chernobyl foram expostas a uma quantidade consideravelmente maior de radiação. Mais de 30 pessoas morreram e muitas outras sofreram lesões. A radiação desse acidente chegou até a Europa, a Ásia e os Estados Unidos.

No total, a exposição à radiação gerada por reatores nos primeiros 40 anos de uso da energia nuclear, excluindo Chernobyl, provocou 35 exposições graves com 10 mortes, mas nenhum caso foi associado às usinas de energia. Nos Estados Unidos, os reatores de energia nuclear devem cumprir padrões federais rigorosos que limitam a quantidade de material radioativo liberado a níveis extremamente baixos.

A radiação é medida em várias unidades diferentes. O roentgen (R) mede a quantidade de radiação no ar. O gray (Gy) é a quantidade de energia que realmente é absorvida por qualquer tecido ou substância após uma exposição à radiação. Como alguns tipos de radiação podem afetar uns organismos biológicos mais que outros, o sievert (Sv) é utilizado para descrever a intensidade dos efeitos que a radiação produz sobre o corpo para quantidades equivalentes de energia absorvida.

Os efeitos prejudiciais da radiação dependem da quantidade (dose), da duração da exposição e do grau de exposição. Uma única dose rápida de radiação pode ser fatal, mas a mesma dose total aplicada ao longo de semanas ou meses pode produzir efeitos mínimos. A dose total e o grau de exposição determinam os efeitos imediatos sobre o material genético das células.

A dose é a quantidade de radiação que uma pessoa é exposta durante um determinado período de tempo. A dose da radiação ambiental que é inevitável é baixa, em torno de 1 a 2 miligrays (1 miligray é igual a 1/1.000 gray) por ano e não produz efeitos detectáveis sobre o organismo. Os efeitos da radiação são cumulativos, isto é, cada exposição é adicionada às anteriores para determinar a dose total e seus possíveis efeitos sobre o organismo. À medida que a dose ou a dose total aumenta, a probabilidade de efeitos detectáveis também aumenta.

Os efeitos da radiação também dependem da porcentagem do corpo que é exposta. Por exemplo, uma radiação maior que 6 grays geralmente pode causar a morte da pessoa exposta quando a radiação é distribuída por toda a superfície corpórea. No entanto, quando ela é limitada a uma área pequena, como no tratamento contra o câncer (radioterapia), essa quantidade pode ser aplicada 3 a 4 vezes sem que sejam produzidos lesões graves no organismo. A distribuição da radiação no organismo também é importante. As partes do corpo em que as células se multiplicam rapidamente (p.ex., intestinos e medula óssea) são lesadas mais facilmente pela radiação que as partes em que as células se multiplicam mais lentamente (p.ex., músculos e tendões). Durante a radioterapia contra o câncer, é feito o máximo possível para se proteger as partes mais vulneráveis do corpo, de modo que doses altas possam ser utilizadas.
..

Exposição Anual à Radiação nos Estados Unidos
Fonte Dose Média (milisieverts)
Fontes naturais 0,82
Procedimentos médicos (p.ex., radiografias) 0,77
Radioatividade devida a testes de armamentos nucleares 0,04-0,05
Indústria nuclear menos de 0,01
Pesquisa 0,01 ou menos
Produtos de consumo 0,03-0,04
Viagens aéreas 0,005
Transporte de materiais de radioterapia 0,0001
Outros 0,15
TOTAL
1,84



22/03/05 Aula III
Proteção Radiológica - limites máximos permissíveis Proteção radiológica
Apostila educativa sobre proteção radiológica (...)

Mais alguns links interessantes sobre irradiação de alimentos:

A irradiação de alimentos vem sendo estudada há mais 50 anos, nestes estudos a Embrarad desenvolveu pesquisas na área que resultaram em exemplos, usados internacionalmente. Dentro dos produtos pesquisados, hoje já se pode afirmar a eficiência do processo em diversos alimentos, alguns exemplos são : Especiarias e Condimentos, Ervas e Chás, Carnes , Frangos, Peixes , Frutas secas e uma vasta variedade de Frutas e Vegetais. (...)

modelo de irradiador com fonte de cobalto 60
Esse é um modelo de irradiador com fonte de Cobalto 60 que você encontra na página do CENA (Centro de Energia Nuclear na Agricultura) (...)

17/03/05 - Aula II
Dualidade onda-partícula
Comprimento de onda de de Broglie
Alcance de radiação e blindagem
Texto de Apoio (Apostilas da Comissão Nacional de Energia Nuclear - CNEN): Aplicações da Energia Nuclear (pdf)

Links interessantes:

Irradiação de Alimentos

1) A irradiação de alimentos pode aumentar o tempo de prateleira - estocagem - de muitos alimentos a custos competitivos, ao mesmo tempo em que fornece uma alternativa ao uso de fumigantes e substâncias químicas, muitas das quais deixam resíduos (...)

2) Cerca de 500 milhões de toneladas por ano de vários produtos alimentícios são irradiados em todo o mundo, visando a diminuir o risco de toxinfecções alimentares e aumentar a vida- de-prateleira (ICGFI, 1995)  (...)

3) Muitos consumidores confundem irradiação com radioatividade. Isso prejudica o uso da irradiação por raios Gama, tecnologia capaz de prolongar o tempo de exposição de frutas e legumes e controlar microorganismos em alimentos como carnes, milho, leite, café e ervas medicinais  (...)

4) Para que finalidade utiliza-se a irradiação de alimentos? 
Gostaria de saber sobre as aplicações de radioisótopos.

Em processos de irradiação de alimentos é possível haver acidentes radioativos como o de Goiânia ou o de Chernobyl? IPEN Cidadão  

5) O uso comercial da radiação ionizante na preservação de alimentos é relativamente recente, embora os primeiros estudos e idéias de aplicabilidade do método, remotam do início do século passado. Os fatos mais significativos da evolução da tecnologia de irradiação de alimentos podem ser observados a seguir: (...)

  
milho e feijão irradiados e não irradiados com mais de 5 anos de armazenamento.

6) De um modo geral, o emprego da energia nuclear na agricultura se dá de duas maneiras: pela irradiação direta ou pela técnica dos traçadores. A irradiação é utilizada, entre outras aplicações, para aprimorar as espécies de plantas e para esterilizar e conservar alimentos; enquanto os traçadores são utilizados, normalmente, em pesquisas sobre fertilidade de solos e de nutrição de plantas e animais. (...)

Traçadores:

1) Laboratório de Física do Solo (...)


15/03/05 - Aula I
Entrega da súmula, cronograma e métodos de avaliação.
Espectro eletromagnético
Radiação eletromagnética
Radiação corpuscular
Radiação alfa, beta e gama.
Texto de Apoio (Apostilas da Comissão Nacional de Energia Nuclear - CNEN) : Radioatividade (pdf)
Exercícios sugeridos: exercícios do  capítulo 1 do Okuno/Caldas/Chow

espectro eletromagnetico