Compressibilidade no SDCTI GRACELI -CADEIAS DE INTERAÇÕES E DIMENS. FENOM.

A densidade (também massa volúmica ou massa volumétrica) de um corpo define-se como o quociente entre a massa e o volumedesse corpo^[1]^[2]. Desta forma pode-se dizer que a densidade mede o grau de concentração de massa em determinado volume. O símbolo para a densidade é ρ (a letra grega ró) e a unidade SI é quilograma por metro cúbico (kg/m³).

No Brasil, a razão entre a massa e o volume de uma substância é conhecido como massa específica^[3]. Já a densidade é definida como a relação entre massas específicas de duas substâncias, sendo uma delas tomada como padrão (a água a 4°C é geralmente utilizada como referência), sendo assim uma grandeza adimensional. Neste caso, o símbolo adotado para densidade é a letra d.^[4]

Densidade relativa é a relação entre a densidade da substância em causa e a massa volúmica da substância de referência (a água é geralmente tomada como referência). É uma grandeza adimensional, devido ao quociente. Quando se diz que um corpo tem uma densidade de 5, quer dizer que tem uma massa volúmica 5 vezes superior à da água (no caso dos sólidos e líquidos).

Há uma pequena diferença entre densidade e massa específica. A massa específica, embora definida de forma análoga à densidade, contudo para um material e não um objeto, é propriedade de uma substância, e não de um objeto. Supõe-se pois que o material seja homogêneo e isotrópico ao longo de todo o volume considerado para o cálculo, e que este seja maciço. Um objeto oco pode ter densidade muito diferente da massa específica do material que os compõem, a exemplo os navios. Embora a massa específica do aço seja maior do que a massa específica da água, a densidade de um navio - assumido uma estrutura "fechada", é certamente menor do que a da água.

Para líquidos e gases as expressões densidade e massa específica - dadas as propriedades físicas destes estados - acabam sendo utilizadas como sinônimos.

O gelo ou, água no estado sólido, possui uma massa específica inferior àquela apresentada pela água em seu estado líquido (0,97 g/cm³), propriedade rara nos líquidos, que se explica pela polaridade da molécula da água e pelo aumento da distância média entre partículas. O mesmo ocorre geralmente com as substâncias que estabelecem pontes de hidrogênio, como os álcoois.

Gases[editar | editar código-fonte]

Para definir a densidade nos gases utiliza-se como massa de volume de referência o ar, que nas condições normais de temperatura e pressão (PTN) (temperatura de 0 °C e pressão atmosférica 101 325 Pa) corresponde a 1,2928 kg/m³.

No caso dos gases, sua massa de volume difere dos líquidos, e, por consequência dos sólidos. Nos gases, suas moléculas estão separadas devido à temperatura que está acima da temperatura de ebulição do líquido correspondente. Microscopicamente, isto corresponde dizer que nos gases a atração entre as moléculas e/ou átomos que os compõem não são suficientemente intensas frente à energia cinética desses mesmos constituintes para mantê-los próximos. Nos líquidos e nos sólidos, contudo, as moléculas e átomos estão muitíssimo próximas.

Tomando-se como exemplo hidrogênio gasoso, comparado à água, nas condições normais de temperatura e pressão, tem-se uma massa volúmica de 9 × 10⁻⁵ g/cm³, e a água é 11000 vezes mais densa que o elemento.

Densidade e temperatura[editar | editar código-fonte]

Quando se aumenta a temperatura de um determinado fragmento de matéria, tem-se um aumento do volume fixo desta, pois haverá a dilatação ocasionada pela separação dos átomos e moléculas, desde que o seu estado físico e a sua pressão sejam mantidas. Ao contrário, ao se diminuir a temperatura, tem-se uma diminuição deste volume fixo. A quantidade de massa existente num dado volume é chamada de massa volúmica.

Quando a matéria se expande, sua massa volúmica diminui e quando a matéria se contrai, sua massa volúmica aumenta. Com este conceito tem-se uma unidade de medida, que pode ser dada em gramas (g) por centímetros cúbicos(cm³).

A massa volúmica depende da massa dos átomos ou moléculas individuais e do volume efetivo ocupado pelas mesmas, seja no sólido, no líquido ou no gás. Se uma dada substância, em qualquer estado físico, apresenta massa molecular cinco vezes maior que outra nas mesmas condições de temperatura, pressão e outras coordenadas, a massa volúmica da primeira será cinco vezes maior que a da segunda.

Determinando a densidade[editar | editar código-fonte]

A densidade de um corpo poderá ser determinada pela quantidade de massa que o corpo possui dividido pelo volume que esta massa ocupa. A densidade pode ser determinada pela expressão matemática:

Densidade={\frac {Massa}{Volume}}

x

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

x
TRANSFORMAÇÕES ⇔ INTERAÇÕES ⇔ TUNELAMENTO ⇔ EMARANHAMENTO ⇔ CONDUTIVIDADE ⇔ DIFRAÇÕES ⇔ radioatividade, ABSORÇÕES E EMISSÕES INTERNA ⇔ Δ de temperatura e dinâmicas, transições de estados quântico Δ ENERGIAS, ⇔ Δ MASSA , ⇔ Δ CAMADAS ORBITAIS , ⇔ Δ FENÔMENOS , ⇔ Δ DINÂMICAS, ⇔ Δ VALÊNCIAS, ⇔ Δ BANDAS, Δ entropia e de entalpia, E OUTROS.

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

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DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
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sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia.

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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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Exemplo: Uma caixa com algodão cuja massa é de 200g, ocupa o volume de 2000 cm³. Sua densidade será:

Densidade={\frac {200g}{2000cm^{3}}}=0,1g/cm^{3}

x

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

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Note que se a unidade de massa é indicada em g (gramas) e o volume em cm³ (centímetros cúbicos), a densidade será indicada como g/cm³(gramas por centímetros cúbicos).

Densidade da água[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Densidade da água

Temperatura (°C)	Densidade (kg/m³)
100	958,4
80	971,8
60	983,2
40	992,2
30	995,61^[5]
25	997,07^[5]
22	997,80^[5]
20	998,23^[5]
15	999,13^[5]
10	999,73^[5]
4	1000^[5]
0	999,87^[5]
A densidade da água em quilogramas por metro cúbico (sistema SI) em várias temperaturas em graus Celsius. Os valores abaixo de 0 °C se referem a água em sobrefusão

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

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Densidade do ar[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Densidade do ar

T em °C	densidade em kg/m³ (a 1 atm)
–10	1,342
–5	1,316
0	1,293
5	1,269
10	1,247
15	1,225
20	1,204
25	1,184
30	1,165

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

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Densidade de materiais diversos[editar | editar código-fonte]

Material	em kg/m³	Notas
Meio interestelar	10⁻²⁵ − 10⁻¹⁵	Considerando 90% H, 10% He; T variável
Atmosfera terrestre	1,2	No nível do mar
Aerogel	1 − 2
Cortiça	220 − 260^[6]
Ar (padrão)	1,23^[7]	a 0°C e 1atm
Ar	0,95^[8]	a 100°C e 1atm
Ar	6,5^[8]	a 0°C e 50atm
Água	1.000^[7]	nas CPTP
Água do mar	1030^[9]
Gelo	920^[8]
Plástico	850 − 1.400	para polipropileno e PET/PVC
Terra	5.520^[8]	Densidade média
Cobre	8.920 − 8.960	na temperatura ambiente
Chumbo	11.340^[10]
Tungstênio	19.250^[10]
Ouro	19.330^[11]	24 k (puro)
Ouro puro fundido	19.250^[11]
O Núcleo interno da Terra	~13.000
Urânio	18.950^[10]
Irídio	22.650^[10]
Ósmio	22.610	na temperatura ambiente
O núcleo do Sol	160.000^[8]
Núcleo atômico	~3 × 10¹⁷
Estrela de nêutrons	8,4 × 10¹⁶ − 1 × 10¹⁸
Gasolina	680^[9]	Valor típico. Propriedades dos derivados de petróleo variam com a composição.
Álcool Etílico	789^[9]
Mercúrio	13.600^[9]
Glicerina	1.260^[9]
Alumínio	2.700^[8]
Platina	21.400^[8]
Óleo SAE 30	912^[9]	Valor típico. Propriedades dos derivados de petróleo variam com a composição
Tetracloreto de carbono	1590^[9]
Vácuo mais elevado obtido em laboratório	~10^-16^[8]

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

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Densidade de alguns Gases

Nome do Gás	(kg/m³)
Dióxido de Carbono	1,83^[9]
Hélio	1,66 x 10^-1^[9]
Hidrogênio	8,38 x 10^-2^[9]
Metano (gás natural)	6,67 x 10^-1^[9]
Nitrogênio	1,16^[9]
Oxigênio	1,33^[9]

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

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Densidade de misturas[editar | editar código-fonte]

A densidade de uma substância composta ou de uma mistura, é a média ponderada das densidades dos componentes desta mistura, calculada a partir das proporções (das concentrações), como por exemplo das porcentagens em massa de cada um dos componentes. Os fenômenos de interações entre os átomos, as moléculas e íons nas misturas, podem afetar estes cálculos, como por exemplo, o que acontece com a mistura de etanol e água.

\rho =\sum _{i}\rho _{i}\,

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

\rho =\sum _{i}\rho _{i^{*}}{\frac {V_{i}}{V}}.\,

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

O fator de compressibilidade mede o grau de não idealidade dos gases reais. Ele foi introduzido na equação dos gases ideais de forma a efetuar uma correção na mesma, para poder-se aplicá-la aos gases reais. Assim, a equação de estado dos gases ideais, corrigida pelo fator de compressibilidade, é dada por:^[1]

pV_{m}=RTZ

(1)

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

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Onde Z é o fator de compressibilidade propriamente dito, puramente empírico.

Baseando-se na equação (1), podemos definir matematicamente o fator de compressibilidade por:

Z=pV_{m}/RT=V_{m,real}/V_{m,ideal}

(2)

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

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Observando-se as equações anteriores, nota-se que se o gás for ideal teremos:

V_{m}=V_{m,ideal}

Então:

Z=V_{m}/V_{m,ideal}=1

(3)

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

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Como o volume molar é uma função da temperatura e da pressão, Z será uma função dessas mesmas variáveis, ou seja:

Z=Z(T,P)

(4)

A compressibilidade é uma variação infinitesimal do baixo volume por unidade de variação. Em termos mais simples, é a propriedade que a matéria apresenta quando sofre a ação de forças adequadamente distribuídas, tendo seu volume diminuído.

Em termodinâmica e mecânica dos fluidos, compressibilidade é uma medida da relativa mudança de volume de um fluido ou sólido como uma resposta a uma pressão(significativa alteração de tensão).

\beta =-{\frac {1}{V}}{\frac {\partial V}{\partial p}}

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

onde V é volume e p é pressão. Nota: a maioria dos livros texto usam a notação

\kappa

para esta grandeza. O estabelecido acima é incompleto, porque para qualquer objeto ou sistema a magnitude da compressibilidade depende fortemente se o processo é adiabático ou isotérmico. De acordo com isso define-se a compressibilidade isotérmica como:

\beta _{T}=-{\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial p}}\right)_{T}

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

onde a T subscrito indica que a diferencial parcial é para ser tomada a temperatura constante. A compressibilidade adiabática como:

\beta _{S}=-{\frac {1}{V}}\left({\frac {\partial V}{\partial p}}\right)_{S}

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

onde S é a entropia. Para um sólido, a distinção ente as duas é normalmente negligenciável.

O inverso da compressibilidade é chamado de módulo de compressibilidade, frequentemente notado como K (algumas vezes na literatura, B, de bulk modulus, como é tratado em inglês).

ENERGIA DE GRACELI = ENERGIA X POTENCIAIS X

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

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quarta-feira, 28 de agosto de 2019

Gases[editar | editar código-fonte]

Densidade e temperatura[editar | editar código-fonte]

Determinando a densidade[editar | editar código-fonte]

Densidade da água[editar | editar código-fonte]

Densidade do ar[editar | editar código-fonte]

Densidade de materiais diversos[editar | editar código-fonte]

Densidade de misturas[editar | editar código-fonte]