3º Bimestre

SEMANA 10 A 14-08-2020

1ºANO

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Características do Planeta Terra :Parte II

Placas tectônicas são grandes blocos rochosos semirrígidos que compõem a crosta terrestre. A Terra divide-se em quatorze principais placas tectônicas, as quais se movimentam sobre o manto de forma lenta e contínua, podendo aproximar-se ou se afastar umas das outras.A movimentação das placas resulta na formação de montanhas, fossas oceânicas, atividades vulcânicas, terremotos e tsunamis.Teoria das Placas TectônicasEm 1913, Alfred Wegener apresentou a Teoria da Deriva Continental, que afirma que, há milhões de anos, as massas de Terra formavam um único supercontinente, chamado Pangeia. Essa teoria foi confirmada por sua sucessora, a chamada Teoria das Placas Tectônicas.A Teoria das Placas tectônicas parte do pressuposto de que a crosta terrestre está dividida em grandes blocos semirrígidos, ou seja, em placas que abrangem os continentes e o fundo oceânico. Essas placas movimentam-se sobre o magma, impulsionadas por forças vindas do no interior da Terra. Portanto, a superfície terrestre não é uma placa imóvel, como era falado no passado.Principais placas tectônicasO planeta Terra está dividido em 52 placas tectônicas, sendo 14 principais e 38 menores. Como exemplos de placas principais, podemos citar a Placa Sul-Americana, a Placa do Pacífico e a Placa Australiana. As menores podem ser exemplificadas pela Placa do Ande do Norte, Placa da Carolina e Placa das Marianas.

Tipos de placas Oceânicas: encontram-se no assolho oceânico. Continentais: situam-se sob os continentes. Oceânicas e continentais: situam-se sob o continente e no assoalho

oceânico.

Por que as placas tectônicas movimentam-se?Os movimentos realizados pelas placas tectônicas ocorrem em virtude das altas temperaturas existentes no interior da Terra.

A crosta terrestre encontra-se sobre o manto, camada da Terra composta por magma. O intenso calor provoca a movimentação circular do manto em correntes de convecção. Esse movimento convectivo transfere calor do núcleo (camada mais interna da Terra) para as camadas mais externas, provocando a movimentação das placas, levando à junção ou à separação dos continentes.

Movimentos das placas tectônicasA movimentação das placas é lenta, contínua e ocorre no limite entre elas. Esse deslocamento leva bastante tempo e é responsável por diversas transformações e fenômenos que ocorrem na crosta terrestre, como a formação de montanhas e vulcões, terremotos e aglutinação ou separação dos continentes.Os movimentos das placas tectônicas podem ser laterais, de afastamento e de colisão.

 Limite divergenteNo movimento divergente, as placas afastam-se umas das outras, formando fendas e rachaduras na crosta terrestre. Assim, quando ocorre o movimento das correntes convectivas ascendentes, o magma do interior da Terra atravessa as fendas, sendo levado para a superfície. O magma, então, resfria-se e é acrescentado às bordas das placas, que aumentam de tamanho.A separação das placas oceânicas dá origem a dorsais mesoceânicas (cadeias montanhosas submersas no oceano), que provocam expansão do fundo oceânico, originando terremotos e vulcões. Já a separação das placas continentais pode originar terremotos e formar vulcões e vales em rifte (regiões em que a crosta terrestre sofre uma fratura, provocando afastamento das porções vizinhas da superfície terrestre), como aqueles encontrados no Golfo da Califórnia.

No movimento divergente, as placas tectônicas afastam-se umas das outras.2) Limite convergenteNo movimento convergente, as placas aproximam-se e chocam-se umas contra as outras. Quando o movimento convergente ocorre entre uma placa oceânica e uma placa continental, a primeira retorna ao manto, enquanto a segunda enruga-se, formando dobras. Isso ocorre porque as rochas das placas oceânicas são mais densas que as rochas das placas continentais.Quando ocorre um choque entre duas placas oceânicas, apenas uma das placas afundará, no caso, a mais densa entre as duas.

Quando o choque ocorre entre duas placas continentais, não há afundamento das placas, visto que a densidade das duas é a mesma, logo, ambas sofrem dobramento. Um exemplo desse tipo de choque foi o que ocorreu entre as placas Sul-Americana e a Placa de Nazca, que deu origem à Cordilheira dos Andes.

No movimento convergente, as placas tectônicas aproximam-se e chocam-se umas com as outras.

3) Limite transformanteNo movimento transformante, as placas deslizam umas em relação as outras, provocando rachaduras na região de contato entre as placas. Nesse movimento, não há destruição nem criação de placas, podendo, em alguns casos, originar falhas.Um grande exemplo de movimento transformante ocorreu entre a Placa do Pacífico e a Placa Norte-América, resultando na falha de San Andres, no estado da Califórnia, nos Estados Unidos.

No movimento transformante, as placas tectônicas deslizam umas em relação as outras.

O ponto mais alto do planeta Terra:

O ponto mais alto do planeta fica nas cordilheira do Himalaia no pico do

Everest com 8850 metros do nível do mar.

Como se formou a Cordilheira Himalaiana?

A Cordilheira do Himalaia é a mais alta cadeia de montanhas do mundo, abrange cinco países: Índia, China (que inclui o Tibete), Butão, Nepal e Paquistão. É famosa por conter a montanha mais alta da Terra, o Monte Everest .O Himalaia está entre as formações mais jovens do planeta. Sua origem é resultado de uma colisão continental, que pode ser compreendida através da moderna teoria da Tectônica de Placas. É formada por um dobramento recente, isto é, do encontro de duas Placas Tectônicas. A colisão iniciou-se a cerca de 70 milhões de anos, quando a placa Indo-australiana se moveu rumo ao Norte e colidiu com a placa da Eurásia. Neste movimento de colisão, as placas apresentam densidades semelhantes, originando os enrugamentos que formam uma cadeia montanhosa.

Atualmente, estas placas ainda se empurram, provocando a elevação dos Himalaias à velocidade de 1 a 2 cm por ano.

O ponto mais profundo do planeta:

A Fossa das Marianas é o local mais profundo dos oceanos, atingindo uma

profundidade de 110 34 metros. Localiza-se no oceano Pacífico, a leste

das ilhas Marianas, na fronteira convergente entre as placas tectônicas do

Oceano Pacífico e das Filipinas. Geologicamente, a fossa das Marianas é

resultado geomorfológico de uma zona de subducção. O ponto mais profundo

da fossa foi sondado pelos navios Challenger e Challenger II, da Marinha Real.

O local foi batizado, então, de Challenger Deep. O fundo da fossa das

Marianas foi atingido em 1960 pelo batiscafo "Trieste", da marinha Americana

tripulado pelo tenente Don Walsh e o cientista suíço Jacques Piccard, que

passaram 20 minutos no fundo do oceano, numa expedição que durou ao todo

9 horas.

Crostas de ferromanganês cobrem rochas na região Norte da Fossa das Marianas. Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Ela é também gigantesca em termos de extensão. São 2.250 quilômetros de comprimento por 69 quilômetros de largura.

Desde que foi descoberta, na segunda metade do século XIX, a Fossa das Marianas vem sendo estudada por cientistas, intrigados com os mistérios dessa zona inóspita. O acesso a essa profundidade abissal só pode ser feito com o auxílio de tecnologia avançada, já que a pressão lá embaixo chega a ser mil vezes maior do que na superfície. Arriscar-se a uma profundidade como essa faria com que o corpo humano ficasse completamente esmagado.

Ainda conhecemos muito pouco sobre o fundo do mar. Em termos de relevo, sabemos mais sobre a superfície lunar do que sobre o fundo dos oceanos. Assim, dá para dizer que a Fossa das Marianas é a zona menos explorada de todo o planeta.

Veículo operado remotamente explora a Fossa das Marianas em 2016. Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

O ser humano já chegou ao fundo da Fossa?

Sim, o ser humano já visitou 3 vezes a Fossa das Marianas. A primeira expedição ocorreu em 1960, e os responsáveis por esse mergulho pioneiro, considerado até hoje o mergulho mais perigoso da história, foram o tenente da Marinha dos Estados Unidos Don Walsh e o engenheiro suíço Jacques Piccard.

O mergulho pioneiro

Submersível Trieste sendo içado durante testes na Califórnia.

A bordo do veículo submersível Trieste, que tinha 15 metros de comprimento e dispunha de um sistema de controle de flutuabilidade que usava pesos de chumbo, Walsh e Piccard passaram 9 horas dentro de um compartimento pouco maior do que uma geladeira. A 10,9 km de profundidade, avistaram vida marítima através de pequenas janelas.

A segunda expedição virou documentário

A segunda descida à Fossa das Marianas ocorreu em 2012. E quem realizou a façanha foi o diretor de cinema James Cameron, autor de Titanic. Pouca gente sabe, mas Cameron também é explorador. Assim, aliando o interesse científico com o cinematográfico, ele embarcou nessa perigosa missão de explorar o local mais fundo do oceano.

Foram ao todo 7 anos de preparação. Até que no dia 25 de março de 2012, Cameron se tornou a primeira pessoa a descer sozinha ao ponto mais profundo da Fossa das Marianas. A bordo do submersível Challenger Deep, ele atingiu 10.898 metros de profundidade.

O objetivo da expedição, coordenada pela National Geographic, era colher amostras de rochas e animais, além captar imagens por meio de câmeras capazes de suportar enormes pressões.

Tudo está registrado no documentário Deepsea Challenge 3D, lançado em 2014.

A terceira expedição: a maior profundidade alcançada pelo homem no mar

Em maio de 2019, o explorador norte-americano Victor Vescovo bateu um recorde: atingiu 10.927 metros abaixo da superfície a bordo do submersível ultra-resistente DSV Limiting Factor. Jamais um ser humano mergulhou tão fundo.

Foram cinco mergulhos, ao longo dos quais Vescovo coletou amostras de pedras e descobriu novas espécies de crustáceos e vermes marinhos. Uma "descoberta" ingrata dessa expedição foi um saco plástico cheio de embalagens de balas. Infelizmente, nem o local mais profundo do planeta escapa da poluição...

Em 2016, pesquisadores norte-americanos também encontraram um saco plástico nas profundezas. Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Como foi formada a fossa abissal mais profunda do planeta?

Fossas oceânicas ou abissais são os lugares mais profundos dos oceanos e se parecem com vales ou cânions de proporções gigantescas, sendo a Fossa das Marianas a maior de todas elas. Elas são formadas através da colisão entre placas tectônicas, o que faz com que a placa mais densa e pesada

deslize sob a mais leve. Essas regiões onde se formam as fossas são conhecidas como zonas de subducção.

Portanto, o que formou a zona de subducção mais profunda do mundo, mais conhecida como Fossa das Marianas, é a convergência de duas placas tectônicas, a do Pacífico e a das Filipinas. Há mais ou menos 50 milhões de anos, a Placa do Pacífico deslizou sob a das Filipinas, "mergulhando" no manto terrestre (que é a camada da estrutura da Terra que fica logo abaixo da crosta).

As placas tectônicas ainda se movem. Isso quer dizer que a crosta da Terra ainda se move na Placa do Pacífico em direção à zona de subducção da Fossa das Marianas.

Alguns animais curiosos que vivem na Fossa das Marianas

Entre abril e julho de 2016, pesquisadores americanos ligados à Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA), órgão do governo dos EUA, realizaram uma missão a fim de coletar informações sobre a biologia e a geologia da Fossa das Marianas. Eis alguns animais fotografados pelo Deep Discoverer, veículo operado remotamente.

1. Enteropneusta

Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Essa espécie de enteropneusta (classe de animais invertebrados) vive geralmente enterrada no lodo do fundo dos oceanos.

2. Enteropneusta

Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Esse outro tipo de enteropneusta, também conhecido como "verme de bolota", foi flagrado no fundo do Sirena Canyon, na Fossa das Marianas.

3. Megalodicopia sp

Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Esse tunicado predatório vive em grandes profundidades. Sua "boca" aberta é uma armadilha eficiente para plânctons e pequenos animais.

4. Peixe-fantasma

Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Da família dos Aphyonidae, esse tipo de peixe, que parece uma enguia, pode atingir 10 cm quando adulto e não possui escamas. É a primeira vez que um peixe desse tipo é avistado vivo.

5. Medusa

Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Essa água-viva não-identificada vive na escuridão da Fossa das Marianas. Que bela e estranha descoberta!

6. Polvo

Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Esse polvo foi visto durante mergulho próximo ao vulcão submarino Ahyi, no norte das Marianas.

7. Peixe

Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Esse peixe, de espécie não identificada, vive na completa escuridão, a milhares de metros de profundidade. Vive, portanto, numa zona hadal -

termo que, em biologia marinha, designa o ecossistema de zonas muito profundas.

8. Caracol-de-casca-de-fenda

Crédito da Imagem: NOAA Office of Ocean Exploration and Research.

Essa nova espécie de caracol foi descoberta durante os mergulhos dos pesquisadores do NOAA em 2016.

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A LEI ZERO DA TERMODINAMICA:

O OBJETO MAIS QUENTE TRANSFERE ENERGIA PARA O OBJETO MAIS FRIO ATÉ ATINGIR O EQUILIBRIO TERMICO.

A 1ª LEI DA TERMODINAMICA

U = Energia interna da máquina consumida, para realizar um trabalho útil

Uf = Energia interna final

Ui = Energia interna inicial

Q = Quantidade de calor injetado na nuvem azul (máquina térmica)

T = Tau significa, o trabalho útil executado pela máquina térmica

Se U = zero, então toda energia Q fornecida ao sistema será convertida em trabalho útil, que no caso real não existe.

2ª Lei da termodinâmica

Rendimento(n) de uma máquina térmica

Rendimento = trabalho útil realizado / energia total na entrada

Ou

Rendimento = 1 – (Quantidade de calor cedida/ quantidade de calor fornecida)

Ta = temperatura em Kelvin da fonte quente

Tb = temperatura em Kelvin da fonte fria

Rendimento (n) máximo = 1- (Ta/Tb)

Entropia

A entropia se desenvolveu junto com os estudos das Leis da Termodinâmica. De acordo com as definições da termodinâmica, a energia pode ser transportada de um sistema para o outro em forma de calor ou trabalho. Essas pesquisas ainda definiram que havia uma quantidade de energia a ser transformada e a denominaram de entropia. Esse princípio não diz respeito somente a quantidade, mas a forma com que a energia está distribuída.

A entropia pode ser definida da seguinte forma: a maneira em que as moléculas estão organizadas dentro de um sistema. A entropia é uma medida termodinâmica que calcula o nível de irreversibilidade de um conjunto. Sendo que esse conjunto se encontra em desordem. Essa desordem não se caracteriza por bagunça, mas de movimento, porque as moléculas ficam em agitação, algumas mais do que as outras.  Quanto mais as moléculas se movimentam, maior a sua desordem e, por consequência, a sua entropia também aumenta. O que a entropia se dispõe a calcular é: qual a quantidade de energia que não pode mais ser convertida em trabalho? Em quais variações termodinâmicas e em que temperatura?

De acordo com a Segunda lei da Termodinâmica, o trabalho mecânico é convertido em calor. Em seguida, o trabalho passa para a forma de energia térmica. Só que nem toda a energia térmica é utilizada. Boa parte dela é perdida no meio. Bom seria se não houvesse perda de energia, mas isso não é possível. A energia térmica não pode ser transformada novamente em trabalho. O processo de entropia é irreversível. 

Em nosso dia a dia vivemos cercados por máquinas. Esses instrumentos precisam de energia para realizar qualquer trabalho. Essa energia faz com que a máquina aqueça. Dessa forma, a energia mecânica (trabalho) está se transformando em energia térmica. Mas a energia térmica, resultado desse processo, não consegue ser convertida novamente para energia mecânica porque os processos termodinâmicos não têm reversão. 

Logo, a entropia é medida de acordo com essa energia térmica que não pode ser aproveitada. A entropia é igual a quantidade de energia térmica que em determinada temperatura não consegue realizar trabalho. 

A 3ª LEI DA TERMODINAMICA

A Terceira Lei da Termodinâmica

Agora que sabemos que a entropia refere-se a forma de organização, nesse caso “desordem” de um sistema, partimos para entender melhor a Terceira Lei da Termodinâmica. 

O que esse postulado apresenta é: toda vez que um sistema estiver próximo do zero absoluto (“0” na escala Kelvin e “-273.75” em graus Celsius) a entropia dele será constante ou igual a zero. 

O zero absoluto poderia ser encontrado apenas nos gases, nenhuma substância sólida ou líquida conseguiria chegar a essa temperatura. 

Atividade livre, apenas a leitura do texto acima, sem o compromisso de

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Física moderna é a denominação dada ao conjunto de teorias surgidas no começo do século XX, principiando com a Mecânica Quântica e a Teoria da Relatividade e as alterações no entendimento científico daí decorrentes, bem como todas as teorias posteriores.

Importantes descobertas da Física ModernaDiversos experimentos marcaram a história e o desenvolvimento da Física Moderna. Entre eles, podemos citar aqueles que nos forneceram uma compreensão mais profunda sobre a estrutura da matéria e dos átomos e também sobre a natureza da luz. confira alguns exemplos dessas importantes descobertas que marcaram o começo da Física Moderna:

Em 1895, Wilhem Röntgen descobriu a existência dos raios X, um tipo invisível de radiação extremamente penetrante.

Em 1896, Antoine Becquerel descobriu a existência da radioatividade. Alguns anos mais tarde, em 1900, o físico alemão Max Planck propôs que a

energia carregada pelo campo eletromagnético apresentava valores quantizados, múltiplos inteiros de uma quantidade mínima e constante.

Em 1905, por meio da sua teoria da relatividade, Albert Einstein mostrou que referenciais que se movem com velocidades muito altas, próximas à velocidade de propagação da luz, experimentam a passagem do tempo e a medida das distâncias de maneiras distintas.

Em 1913, Niels Bohr propôs que os níveis de energia dos elétrons espalhados ao redor dos núcleos atômicos são quantizados, isto é, sua energia é dada por um múltiplo inteiro de um valor mínimo.

Em 1924, a dualidade onda-partícula, estabelecida pelo físico Louis De'Broglie, mostrou que qualquer corpo pode comportar-se como uma onda.

Em 1926, surgiu a Mecânica Quântica, resultado do trabalho de físicos como Werner Heisenberg e Erwin Schröedinger.Em outras palavras, a Física Moderna conseguiu explorar a natureza do mundo microscópico e as grandes velocidades relativísticas, fornecendo valiosas explicações para diversos fenômenos físicos que eram, até então, incompreendidos.

A teoria atomística originou-se entre pensadores gregos como Tales de Mileto e os atomistas Demócrito e Leucipo. Para esses pensadores, a matéria era constituída por partículas menores, indestrutíveis e indivisíveis, as quais foram chamadas de átomos.A teoria atomística ganhou forças graças aos diferentes modelos atômicos propostos ao longo dos estudos físicos. Veja abaixo alguns importantes cientistas e suas teorias atômicas:

John Dalton: acreditava que os átomos eram maciços e indivisíveis e que as substâncias eram formadas por combinações atômicas de diferentes proporções.

J. J. Thomson: segundo esse cientista, os elétrons, que possuem carga elétrica negativa, encontravam-se espalhados na superfície de uma carga positiva.

Ernest Rutherford: para Rutherford, os átomos possuíam uma carga elétrica positiva concentrada em uma região extremamente densa e reduzida, chamada de núcleo atômico.

Niels Bohr: de acordo com o modelo de Bohr, os elétrons estavam localizados em torno dos núcleos atômicos com energia quantizada, ou seja, ocupavam somente níveis específicos de energia, os quais eram múltiplos de uma quantidade menor.

A concepção atual sobre o que são átomos teve várias contribuições ao longo da história, passando por diversas mudanças. Algumas das propostas mais importantes para nosso entendimento sobre os átomos e a matéria partiram de físicos como De'Broglie, Heisenberg e Schröedinger. Confira:

Louis De'Broglie: propôs a existência das ondas de matéria, propriedade que explica o comportamento dual dos elétrons.

Werner Heinsenberg: propôs o princípio da incerteza, indicando que não seria possível determinar, simultaneamente e com total precisão, a posição e a quantidade de movimentos das partículas quânticas.

Erwin Schröedinger: por meio de sua equação, conseguiu determinar as regiões mais prováveis de se encontrar um elétron em volta do núcleo atômico.

UM ATOMO É FORMADO POR ELÉTRONS E O NÚCLEO DO ATOMO.

O NÚCLEO E FORMADO POR PRÓTONS E NEUTRONS

UM PRÓTON SÃO FORMADOS POR 3 QUARKS DO TIPO UP + UP + DOWN, OU SEJA, uud

UM NEUTRON SÃO FORMADOS POR 3 QUARKS DO TIPO DOWN + DOWN + UP, OU SEJA, ddu

O tamanho “físico” de um átomo,

A forma da orbita atómico, define o tamanho do átomo. Assim, o diâmetro da nuvem de electrões em torno do núcleo, isto é, o diâmetro de todo o átomo é da ordem de 0,1 nanómetro ou 10-

10 metro. Um átomo é tão pequeno, que pode alinhar 10 milhões de átomos sobre um milímetro.

1 micro metro = 1 e -6 metro

1 nano metro = 1 e -9 metro

1 Angstrom = 1e-10 metro

1 pico metro = 1 e -12 metro

1 femtometro = 1 e -15 metro

Bolinha vermelha = próton

Bolinha azul = nêutron

Dentro da nuvem eletrônica os elétrons estão orbitando em torno do núcleo atômico.

Os elétrons orbitam em vários níveis de energia ou camadas ou faixas orbitais, segundo o modelo de Bohr.

Quanto mais distante o elétron estiver orbitando do núcleo, pouco compromisso, este tem com o átomo. Ou seja, qualquer interferência externa de energia, este elétron pode saltar para outro átomo vizinho.