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REVISÃO DE ÚLTIMA HORA PARA O SEGUNDO DIA DO ENEM ÁREA DOS TRIÂNGULOS Um dos assuntos mais comuns cobrados no ENEM é o cálculo da área de triângulos. Existem diversas fórmulas para se calcular a área de um triângulo. Além de conhecê-las, precisamos saber quando usar cada uma delas. Faremos essa escolha dependendo de quais informações temos sobre o triângulo. Base e altura: Na maioria das situações, utilizamos a fórmula que relaciona a base de um triângulo (b) e a sua altura (h): Fórmula de Heron: Quando sabemos a medida de todos os lados de um triângulo, podemos calcular sua área utilizando a fórmula de Heron. Nela vamos relacionar metade do perímetro (p) - também conhecido como semiperímetro - com os lados do triângulo (a, b e c): Área do triângulo equilátero: Triângulos equiláteros são aqueles que possuem 3 lados iguais. Podemos usar uma fórmula especial para calcular sua área a partir da medida dos seus lados (l): Raio da circunferência inscrita: Quando sabemos o semiperímetro (p) de um triângulo e o raio da circun- ferência inscrita (r) a ele, podemos relacionar essas duas medidas à área utilizando a seguinte fórmula: Raio da circunferência circunscrita: Quando sabemos a medida dos lados (a, b, c) de um triângulo e o raio da circunferência circunscrita (R) a ele, podemos calcular a área deste triân- gulo a partir da seguinte fórmula: Dica: essas últimas duas fórmulas tem uma segunda utilidade para questões em que você quer descobrir os raios das circunferências inscrita ou circunscritas à triângulos. Para isso, você só precisa substituir a área e a medida dos lados/semiperímetro e isolar o raio. Lei das áreas: A lei das áreas nos permite calcular a área de um triângulo qualquer dado dois dos seus lados (a e b) e o seno do ângulo entre eles (sen(Ĉ)): Triângulo retângulo: Para triângulos retângulos precisamos apenas conhecer a medida de seus dois catetos (a e b) e aplicarmos a primeira fórmula usando “b” como base e “a” como altura (ou vice-versa): Importante: lembre-se que com triângulos retângulos podemos usar ferramentas como senos, cossenos e o próprio teorema de pitágoras para resolver os problemas. Em alguns casos essas ferramentas são necessárias para calcular os lados dos catetos.Importante: lembre-se que com triângulos retângulos podemos usar ferramentas como senos, cosse- nos e o próprio teorema de pitágoras para resolver os problemas. Em alguns casos essas ferramentas são necessárias para calcular os lados dos catetos. Lembrando que calculamos o semiperímetro p da seguinte forma: O valor de a está associado à inclinação da reta em relação ao eixo � e o valor de � indica em que altura o gráfico da função intersecta o eixo �. A função afim possui apenas uma raiz e este valor é encontrado a partir de: Função quadrática A função quadrática (ou função do 2º grau ) é definida da seguinte forma: �: ℝ→ℝ; �(�)⇐��² +b�+c, com �≠0. O gráfico desta função é uma parábola. O coeficiente a relaciona-se com a concavidade da parábola. O coeficiente b relaciona-se com o “jeito” que a parábola intersec- ta o eixo � e o coeficiente c indica em que altura o gráfico da função intersecta o eixo �. FUNÇÕES Uma função f é uma relação binária entre dois conjuntos A e B que satisfaz o seguinte: para todo x que está em A, existe apenas um y que está em B de forma que o par (x,y) pertençam à relação f. Lembre-se que: A é o domínio da função, B é o contradomínio da função e o conjunto dos valores de y em B que pertencem à relação é o conjunto imagem da função. Sendo assim, denotamos uma função da seguinte forma: Tipos de funções Existem vários tipos de funções mas, para o Enem, focaremos em estudar a função afim e a função quadrática. Função afim: A função afim ou função do 1º grau é definida da seguinte forma: �: ℝ→ℝ; �(�)=��+�,com �≠0. Para esta função, seu domínio e sua imagem são ambos o conjunto ℝ. O gráfico de uma função afim é uma reta. O coeficiente a da função é o coeficiente angular da reta (ou declividade) e o coeficiente b é o coeficiente linear. Características das funções: Podemos definir uma função através da lei de formação – que é uma regra que estabelece de qual forma os elementos do conjunto A se relacionam com os elementos do conjunto B. Podemos representar uma função graficamente as funções através do plano cartesiano. Zero de uma função ou raiz de uma função são os valores do domínio da função que fazem com que �(�)=0. E podemos denotar também �⇐�(�). Se �>0 a parábola é côncava para cima e se �<0 a parábola é côncava para baixo. Se �>0 a parábola está “subindo” quando corta o eixo � e se �<0 a parábola está “descendo” quando corta o eixo �. Para encontrarmos as raízes da função quadrática fazemos: ��²+��+�⇐0. A solução desta equação é dada por: Se ∆>0 a função possui duas raízes reais distintas. Nesse caso o gráfico da função intersecta o eixo � em dois pontos distintos. Se ∆=0 a função possui duas raízes reais iguais. Nesse caso o gráfico da função intersecta o eixo � em apenas 1 ponto. Se ∆<0 a função não possui raízes reais. Nesse caso o gráfico da função não intersecta o eixo �. Gráfico da função quadrática: A parábola possui um eixo de simetria que é uma reta paralela ao eixo y e que passa pelo seu vértice. A imagem da função quadrática será do vértice “para cima” se �>0 ou será do vértice “para baixo” se �<0. O vértice é utilizado em exercícios que envolvem encontrar um ponto de máximo ou de mínimo de uma certa função quadrática. Podemos analisar o comportamento das funções, isto é, analisar em quais intervalos do domínio a função é crescente, decrescente ou constante. Podemos estudar os sinais das funções, isto é, analisar em quais intervalos do domínio a função é positiva, negativa ou nula. Existem funções chamadas de “funções definidas por várias sentenças”, as quais possuem uma lei de formação para cada intervalo de seu domínio. Podemos compor funções e inverter funções, quando satisfeitas algumas hipóteses. (-b/2a,-∆/4a) A te nç ão ! DIVISÃO DE NÚMEROS COM VÍRGULA Na divisão de números com vírgula, o número decimal pode estar no dividendo, no divisor, ou até mesmo em ambos. Para todos esses casos, vamos seguir procedimentos parecidos. É importante lembrar que precisamos igualar o número de casas decimais entre o dividendo e o divisor. Uma maneira de fazer isso, é multiplicar ambas as partes por potências de 10 (10, 100, 1000, …) de forma a sumir com a vírgula - precisamos escolher a potência com o mesmo número de zeros que o número de casas decimais depois da vírgula. Depois disto, basta efetuar a divisão normalmente! Exemplos: Vírgula no dividendo:5,68 4 Veja que o número 5,86 possui duas casas decimais depois da vírgula, por isso, vamos multipli- car o dividendo e o divisor por 100, dessa forma, eliminamos a vírgula da divisão. Veja que embora o 4 seja um número inteiro (sem vírgula), também precisamos multiplicá-lo por 100. Ao multiplicar ambas as partes por 100, obtemos: 568 400 Agora, é só resolver a divisão normalmente! Vírgula no divisor e dividendo: 150,5 2,15 Nesse caso, ambas as partes possuem números decimais. Para resolver esse tipo de problema, vamos comparar o dividendo e o divisor e ver qual deles possui mais casas decimais após a vírgula. Aqui, o dividendo possui uma casa decimal depois da vírgula e o divisor possui duas, portanto, vamos multiplicar ambas as partes por 100, para eliminar a vírgula do dividendo. Assim, obtemos a seguinte divisão: 15050 215 Da mesma forma que no último exemplo, basta resolver a divisão. GRÁFICOS DE SETORES Gráficos de setores, comumente conhecidos como gráficos de pizza, são representações gráfi- cas onde um conjunto é representado por um círculo completo (360º), este será dividido em setores circulares de forma que cada setor representa parte do conjunto. Um gráfico de setores bem organizado terá um título e legenda adequados. É muito importante lembrar que a área de cada setor circular estádiretamente relacionada à frequência referente àquela parte do conjunto. Por exemplo, se um gráfico desse tipo é dividido entre duas partes exatamente na metade, saberíamos que ambas as partes têm uma mesma frequência de 50%. Da mesma forma, se um gráfico de setores for dividido em duas partes sendo que uma é maior que a outra, saberíamos que a parte maior possui mais frequência que a parte menor. Temos três maneiras de representar um gráfico de setores numericamente. Além de entendê-las, é importante que você saiba como converter uma para a outra: Frequência absoluta: refere-se a representação em números concretos de cada parte. Exemplo: em uma eleição 1100 dos eleitores votaram no candidato A. Frequência percentual: refere-se a representação percentual da parte em relação ao todo. Exemplo: em uma eleição 30% dos eleitores votaram no candidato B. Frequência através de graus (º): refere-se a quantos graus do círculo aquela parte ocupa. Exem- plo: em uma eleição os candidatos que votaram branco, nulo ou se ausentaram soma 54º no gráfico de setores dessa eleição. Lorem ipsum dolor sit TIPOS DE FUNÇÕES Funções trigonométricas: as funções desse tipo que mais aparecem são as funções seno e cosseno, com a tangente aparecendo raramente. É crucial lembrar a relação dessas funções com o círculo trigonométrico, já que ele nos permite comparar o valor dessas funções para diferentes ângulos e também memorizar o valor delas para ângulos notáveis. Algumas propriedades importantes para o ENEM: Gráficos, periodicidade e valores de máximo e mínimo: algumas questões costumam abor- dar os gráficos das funções trigonometria principais. Além de lembrar seus formatos, também precisamos saber que eles são periódicos (se repetem) e que para o seno e o cosseno os valores de máximo e mínimo são 1 e -1 respectivamente, já a tangente não tem valores máximos nem mínimos Relações no triângulo retângulo: lembre-se que, para um ângulo interno de um triângulo retângulo, o seu seno é a razão entre o cateto oposto e a hipotenusa, o seu cosseno é a razão entre o cateto adjacente e a hipotenusa e a sua tangente é a razão entre o cateto oposto e o adjacente; Você pode converter as frequências entre porcentagem e graus livremente, basta lembrar que 1% equivale a 3,6º. Exemplos: Converter 30% em graus: como cada 1% vale 3,6º, 30% será 30 vezes 3,6º que é equivalente a 108º; Converter 54º em porcentagem: como temos 1% a cada 3,6º, precisamos dividir os 54º por 3,6, o equivalente a 15%. Entretanto, o mesmo não pode ser dito sobre a frequência absoluta. Para converter dados de frequência absoluta para frequência em graus ou percentual, precisamos saber o quanto temos no todo. Por exemplo, se considerarmos que o número total de eleitores do primeiro exemplo é 2000, podemos calcular a porcentagem de pessoas votaram no candidato A, bastaria dividir 1100 por 2000. Da mesma forma, se considerarmos a mesma estimativa de 2000 eleitores para o segundo exemplo, podemos calcular o número absoluto de eleitores que votaram no candidato B, bastando multiplicar 30% por 2000. Ângulos notáveis: o ENEM normalmente não fornece os valores de seno, cosseno e tangente dos ângulos notáveis 30º, 45º e 60º. Para gravar esses valores, é recomendado lembrar da tabela trigonométrica para os ângulos notáveis: Funções de primeiro grau: as funções de primeiro grau - ou funções afim - são funções com um formato linear, isso significa que elas crescem ou decrescem com velocidade constante. Elas tem forma f(x)=ax+b com a = 0. Algumas propriedades importantes para o ENEM: Coeficientes: em uma função de primeiro grau a constante “a” que acompanha o x é chamada de coeficiente angular, já a constante “b” é chamada de coeficiente linear. Crescente ou decrescente: esse tipo de função pode ser crescente ou decrescente, e essa carac- terística vai depender do sinal do coeficiente angular. Se “a” for positivo a função será crescen- te, se “a” for negativo, será decrescente; Algumas propriedades importantes para o ENEM: Concavidade: a parábola de uma função de segundo grau pode ter a sua concavidade para cima (positiva) ou para baixo (negativa). Podemos verificar a concavidade de uma parábo- la através do sinal da constante “a” que acompanha x2, se a for positivo, a concavidade da parábola será positiva (sorriso feliz), se a for negativo, a concavidade da parábola será negativa (sorriso triste); Pontos de vértice, máximo e mínimos: parábolas com concavidade positiva terão pontos de mínimo, isto é, onde a função assume o menor valor possível. Já parábola com concavidade negativa terão pontos de máximo. Ambos serão chamados de vértice da função e suas coordenadas, x e y, podem ser encontradas usando as fórmulas Funções de segundo grau: as funções de segundo grau são aquelas com um formato parabólico - que parecem um sorriso. Elas são definidas por Raíz: uma função de primeiro grau só terá uma raíz, você pode obter ela usando a fórmula e COMBINAÇÕES E ARRANJO Quando falamos de combinação e arranjo estamos interessados em descobrir de quantas formas possíveis podemos organizar certo grupo, dadas algumas condições. Para exemplificar, considere um conjunto A de n elementos onde queremos selecionar r elementos de A, com r<n, sendo que os elementos deste grupo podem ser ou não repetidos. Calculamos o número total de possibilidades de seleção da seguinte forma para o caso de elementos não repetidos: Agora, considere novamente um conjunto A de n elementos e dessa vez queremos criar subg- rupos de r elementos de A, com r<n. Calculamos o número total de grupos que podem ser formados da seguinte forma para o caso de elementos não repetidos: Exemplo de arranjo: pódio de uma corrida pois importa a ordem dos participantes para o rece- bimento do prêmio. Exemplo de combinação: Dadas 7 frutas, formar vitaminas contendo 3 frutas. Se você formou a vitamina na seguinte ordem: mamão, morango e melancia este grupo é o mesmo que se você tivesse formado na ordem morango, mamão e melancia. Calculamos o número total de grupos que podem ser formados da seguinte forma para o caso de elementos repetidos: A diferença entre o arranjo e a combinação é que no arranjo a ordem dos elementos importa, mas no caso da combinação, a ordem não importa. E faz parte da interpretação do exercício entender se a ordem dos elementos importa ou não.A te nç ão ! PERMUTAÇÕES PORCENTAGEM SISTEMAS 2X2 Aumento percentual: é quando somamos a um valor inicial uma porcentagem dele próprio. Para isso, podemos usar a seguinte fórmula vf=vi+p100vi, onde vf é o valor final, vi é o valor inicial e p é a porcentagem de aumento. Exemplo: uma ação que vale 10.000 reais cresceu em 30%. Qual o valor final da ação? Neste caso, 10.000 reais é o valor inicial e 30% é a porcentagem de aumento. Usamos a fórmula para calcular o valor final que fica em 13.000 reais. Desconto percentual: é quando descontamos de um valor inicial uma porcentagem dele próprio. Para isso, usamos a fórmula vf=vi+p100vi, onde vf é o valor final, vi é o valor inicial e p é a porcentagem de desconto. Exemplo: um produto que custava 200 reais teve um desconto de 15%. Qual o valor inicial da ação? Neste caso, 200 reais é o valor inicial e 15% é a porcentagem de desconto. Usamos a fór- mula para calcular o valor final que é de 170 reais. Aumento e desconto compostos: um tipo muito comum de questão é aquelas que envolvem mais de um desconto ou aumento. Precisamos dar muita atenção a esse tipo de questão, já que normalmente a segunda alteração não é baseado no valor inicial, veja bem: Exemplo: um reservatório de água com capacidade de 1.000 litros está cheio, o nível de água cai em 20% e logo em seguida volta a crescer mais 20% do nível atual. Ao final desse intervalo, o reservatório continua cheio? Embora uma resposta natural para essa pergunta seja positiva - já que a diminuição e o aumento são iguais percentualmente - a resposta certa será “Não”. Issoacontece já que o segundo aumento é baseado no nível de água depois do decrescimento. Isto é, precisamos primeiro calcular o nível de água depois dele baixar 20% e, em seguida, usar esse valor como valor inicial para o aumento de 20%: Utilizamos o 800 como valor inicial no aumento: Veja que o valor final será de 960 litros, 40 litros a menos que a capacidade máxima. Um sistema de equações lineares é um conjunto de equações que têm um resultado em comum. É um conteúdo que além de aparecer nas provas de matemática, pode também apare- cer em outras áreas do conhecimento. Para o ENEM, vamos focar nosso estudo em sistema de equações 2x2, isto é, aqueles que possuem duas equações e duas variáveis. Eles vão ter a seguinte forma: Onde “a”, “b”, “c”, “d”, “e” e “f” são números reais. Além de aprender a resolver os sistemas - achar soluções para x e y para ambas as equações - também precisamos aprender a montar os sistemas a partir do enunciado das questões. Vamos ver um exemplo: Em uma fábrica de canetas existem dois tipos de embalagens, “x” e “y”, com tamanhos diferentes. Sabe-se que para encher uma embalagem “x” e uma embalagem “y” é necessário um total de 17 canetas. Além disso, sabe-se que um cliente pode comprar 22 canetas, separadas em duas embalagens “x” e uma embalagem “y”. Quantas canetas cabem em cada tipo de embalagem. As variáveis são o número de canetas por tipo de embalagem. Da primeira parte do enun- ciado, sabemos que se somarmos a quantidade de canetas em duas embalagens difer- entes, ficamos com 17 canetas, dessa forma podemos escrever a equação: x+y=16 Onde x e y representam o número de canetas para cada tipo de embalagem. Seguindo a mesma lógica, podemos inferir da segunda parte do enunciado que ao somarmos a quanti- dade de canetas em duas embalagens “x” e em uma embalagem “y”, temos um total de 22 canetas. Portanto, podemos escrever: 2x+y=20 Com essas duas equações, podemos montar o sistema de equações: Método de resolução: substituição Um dos métodos de resolução para sistemas lineares que funciona muito bem para sistema 2x2. Lembre-se que quando queremos resolver um sistema linear, estamos procurando valores de x e y que sejam válidos para ambas as equações. O método da substituição consiste em uma das equações isolar uma das variáveis e em seguida substituir o valor obtido para essa variável na outra equação. Saca só: Vamos usar o sistema que montamos no exemplo anterior. Na equação x+y=16 vamos isolar a variável y, dessa forma ficamos com: y=16-x Vamos substituir esse valor de y na segunda equação: 2x+y=20 2x+16-x=20 Resolvendo para x, obtemos um valor para x: x=4 Por fim, substituímos esse valor de x na expressão encontrada para y: y=16-x y=16-4 y=12 Portanto, uma resposta para o sistema é x=4 e y=12, que são o número de canetas que cabe em cada tipo de embalagem. Atenção: é importante lembrar que um sistema linear pode ter uma, nenhuma ou infinitas soluções. PROBABILIDADE Estudamos em probabilidade a chance de algo acontecer. Sendo assim, as noções de experi- mento aleatório, espaço amostral e evento são a base para o estudo da probabilidade. Atenção! Chamamos de experimento aleatório a todo e qualquer experimento que repetido várias vezes nas mesmas condições, geram resultados que não são previstos com certeza. Principais conceitos relacionados à probabilidade: O espaço amostral, denotado por Ω, é o conjunto de todos os possíveis resultados de um exper- imento aleatório. Um evento é qualquer subconjunto do espaço amostral. Como eventos são conjuntos, podemos ter: união de dois eventos, intersecção de dois eventos e complementar de um evento. Veja: A cada evento associamos um valor numérico que representa a chance daquele evento acon- tecer, este valor é chamado de probabilidade do evento. A te nç ão ! ECOLOGIA Interespecíficas: Relações que ocorrem entre espécies diferentes. Exemplo: parasitismo de uma pulga em um cachorro. Intraespecíficas: Relações que ocorrem entre seres da mesma espécie. Exemplo: uma colônia de corais. Harmônicas: Reações ecológicas em que nenhum ser vivo sai prejudicado. Ou ambos os envolvidos têm benefícios, ou apenas um é beneficiado, enquanto o outro não ganha ou perder nada. Exemplo: relação de sociedade, como as formigas em um formigueiro. Desarmônicas: Relações ecológicas em que um dos seres vivos envolvidos é prejudicado. Apesar disso, essas reações são essenciais para o equilíbrio dos ecossistemas, já que auxiliam na ma- nutenção do tamanho das populações. Exemplo: predação e parasitismo. Produtores: Seres vivos autotróficos, como os seres fotossintéticos. Exemplo: plantas. Consumidores: Seres vivos heterótrofos que comem outros seres vivos. São clas- sificados de acordo com a “ordem” em que se alimentam na cadeia. Exemplo: animais. Decompositores: Seres vivos que decompõem a matéria orgânica transfor- mando em substâncias inorgânicas. São os fungos e as bactéria. Relações ecológicas Cadeias e teias alimentares Indivíduo Organismo População Conjunto de seres da mesma espécie. Comunidade Conjunto de populações de determinada área. Ecossistema Componentes bióticos + abióticos Bioma Conjunto de ecossistemas, constituído pelo agrupamento de tipos de vegetação contíguos e que podem ser identificados a nível regional, com condições de geologia e clima semelhan- tes e que, historicamente, sofreram os mesmos processos de formação da paisagem. Decompositores heterótrofos Produtor Autótrofo Consumidora primária Heterótrofa Herbívora Consumidora secundária Heterótrofa Onívora Consumidora terciária Heterótrofa Carnívora * As setas indicam o fluxo de energia e nutrientes na cadeia alimentar. MEIO AMBIENTE E HUMANIDADES CITOLOGIA – Organelas celulares AÇÕES HUMANAS E DESEQUILÍBRIO AMBIENTAL Desmatamento e queimadas Poluição Célula procarionte: não possui organelas celulares membranosas e núcleo orga- nizado (sem carioteca). Está presente nos domínios Archaea e Bacteria. Célula eucarionte: célula mais complexa. Possui organelas membranosas que delimitam e organizam os processos metabólicos celulares e carioteca envolvendo o DNA (núcleo organizado). Encontradas no domínio Eukarya. Retículo endoplasmático liso: produção de lipídios e desintoxicação da célula. Núcleo: região onde encontramos o material genético da célula. É delimitado pela carioteca. Lisossomo: responsável pela digestão intracelular Centríolos: participam da divisão celular ajudando a ancorar os fusos. Complexo de Golgi: arma- zenamento e empacota- mento de substâncias que a célula irá secretar. Mitocôndria: responsável pela respiração celular. Membrana plasmática: responsável por delimitar a célula, proteger e selecionar o que entra e sai do ambiente celular. Retículo endoplasmático rugoso: possui ribosso- mos aderidos. Sendo assim, produz proteínas. ATP: Adenosina trifosfato – Moeda energética da célula. Molécula responsável por armaze- nar energia temporariamente para a célula. Processo metabólico em que a célula quebra moléculas de nutrientes energéti- cos (como a glicose) com o auxílio do oxigênio. A quebra dessas moléculas libera energia que é armazenada tempo- rariamente pela célula na forma de ATP. Através da quebra de uma molécula de glicose através desse processo, a célula obtém um saldo de 36 ATPs. Glicólise – quebra inicial da molécula de glicose. Ocorre no citoplasma e forma duas moléculas de ácido pirúvico que entrarão na mitocôndria. Ciclo de Krebs – também chamado de ciclo do ácido cítrico, ocorre entre as membranas da mitocôndria, na matriz mitocondrial. Nesse ciclo, a glicose é completamente quebrada. For- mam-se NADH e FADH que serão usados na próxima etapa. Cadeia respiratória – ocorre nas cristas mitocon- driais. Nessa fase, os elétrons capturados pelo NADH e FADH na fase anterior passam por um processo de fosforilação oxidativa, onde ocor- rerá a produção de grande quantidade de ATP com a participaçãoda proteína ATPsintase. Além disso, há a formação de água pela união de H transportados pelos carregadores de elétrons com o oxigênio (aceptor final). Respiração celular Compostos por cadeias de nucleotídeos: É responsável pela transmissão das características hereditárias e pelo comando dos processos metabólicos celulares. Constituído por uma dupla fita de nucleotídeos, formando uma dupla hélice. Ligações que formam as fitas: ligações pentose-fosfato. Ligações que unem as duas fitas: Ligação por ponte de hidrogênio. Constituído por uma única fita de nucleotídeos. Pode dobrar-se sobre si mesma formando estruturas tridi- mensionais. RNAm: RNA mensageiro – leva informações do núcleo para o citoplasma. RNAr: RNA ribossômico – compõe os ribossomos. RNAt: RNA transportador – transporta aminoácidos até os ribossomos para a sín- tese proteica. ÁCIDOS NUCLEICOS - DNA E RNA BIOENERGÉTICA Realizada por organismos anaer- óbios (facultativos ou obrigatóri- os). Nesse processo, não há a pre- sença de oxigênio. Nele, a glicose é pouco quebrada. Sendo assim, há uma menor produção de ATP e a formação de produtos muito energéticos, como o álcool e o ácido láctico. Fermentação alcóolica: Formação de álcool e gás carbônico através da quebra parcial da glicose. É amplamente utilizada na indústria alimentícia, para a produção de bebidas alcoólicas e como fermento para pães. Também é utilizada na produção de álcool combustível (etanol C2H5OH). Fermentação lática: Formação de ácido lático (C3H5O3) a partir da quebra parcial da glicose. Também é largamente utilizada na indústria, em especial na produção de derivados do leite. Além disso, pode ser realizada pelas células musculares humanas durante uma atividade aeróbica intensa. Fermentação GENÉTICA Conceitos básicos de genética 1ª Lei de Mendel Cromossomos homólogos: cromossomos com mesmo formato e tamanho, perten- centes a um mesmo par. Ex.: 22 pares de autossomos das células humanas. Cromossomos autossomos: todos os cromossomos que não são sexuais. Cromossomos sexuais: na espécie humana, são os cromossomos X e Y. Eles possuem os genes que determinam as características sexuais, além de outros genes. Lócus gênico: posição ocupada por um alelo no cromossomo. Alelos: genes que ocupam o mesmo lócus nos cromossomos de um mesmo par e que determinam variedades diferentes de um mesmo caráter. Lei da segregação dos fatores: “ Nas células somáticas, os fatores (genes) se encontram aos pares, mas durante a formação dos gametas eles se separam, mostrando-se isolados ou segregados.” Pode ser aplicada, por exemplo, para analis- armos casos de mono-hibridismo com dominância completa, como no caso da herança do albinismo, da cor dos olhos e da miopia. Assim como polialelia, como no caso da herança do sistema ABO. 2ª Lei de Mendel Lei da segregação independente: “ Quando, num cruzamento, estão envolvidos dois ou mais caracteres, os fatores que os determinam são distribuídos de modo inde- pendente uns dos outros.” Pode ser aplicada, por exemplo, para analisar- mos casos de di-hibridismo, como a análise de Mendel em relação às cores e formatos das sementes de ervilhas, características geradas por genes que se segregam independente- mente na formação dos gametas. Gene dominante: é o gene que expressa sua característica fenotípica tanto em homozigose quanto em heterozigose. Gene recessivo: gene que expressa sua carac- terística apenas em homozigose. Homozigoto: indivíduo que possui alelos iguais para um mesmo gene (em um mesmo lócus). Heterozigoto: indivíduo que possui alelos diferentes em um mesmo lócus. Genótipo: conjunto de genes de um indivíduo. Fenótipo: características expressadas em um indivíduo. É resultado da interação entre o genótipo e os componentes ambientais. REPRODUÇÃO Tipos de fecundação: Externa: fecundação que ocorre no ambi- ente. Em geral, ocorre em seres vivos de ambientes aquáticos ou úmidos, o que evita a desidratação dos gametas. Ex.: peixes ósseos. Interna: quando a fecundação ocorre no interior de um dos indivíduos envolvidos. Ex.: seres humanos. Reprodução assexuada Reprodução em que não há a mistura de material genético de dois indivíduos. Sendo assim, o ser vivo se reproduz sozinho quando encontra condições ambientais favoráveis, produzindo “clones” de si mesmo. Como não há a participação de gametas, chamamos de agâmica. Vantagens: Como o indivíduo se reproduz sozinho, não há necessidade de gasto de energia na busca de um parceiro sexual. Sendo assim, essa reprodução é muito mais rápida. Desvantagens: Como os indivíduos-filhos são clones do indivíduo-mãe, podemos dizer que há baixa variabilidade genética nas popu- lações que realizam esse tipo de reprodução. Reprodução assexuada Reprodução em que há a mistura de materi- al genético de dois indivíduos. Para que isso ocorra, em geral, há a produção de gametas que, ao se unirem na fecundação, geram uma célula-ovo ou zigoto que contém a combinação dos genótipos dos progeni- tores. Já que geralmente envolve gametas, é chamada de reprodução gâmica. Vantagens: Como há mistura de material genético, consideramos que as populações que realizam esse tipo de reprodução têm uma alta variabilidade genética. Desvantagens: Há gasto de energia e tempo na procura por um parceiro repro- dutivo. Sendo assim, em geral, a taxa reprodutiva é mais lenta. Alguns tipos de reprodução assexuada: Cissiparidade: ser unicelular duplica materi- al genético e depois se divide formando dois novos indivíduos. Brotamento: formação de broto que pode ou não se descolar do indivíduo-mãe, como o que ocorre nas esponjas. Esporulação: formação de esporos, células de resistência que ao encontrar condições favoráveis dá origem a um novo indivíduo. Ex.: esporos liberados pelos cogumelos. O meio cria necessidades que induzem a mu- danças de comportamento e adaptações anatômicas nos indivíduos. As novas características surgem do uso e do desuso repetido de determinado órgão ou parte do corpo em resposta às exigências do meio. Lamarckismo As características adquiri- das por um indivíduo ao longo da vida são transmiti- das aos seus descendentes. Ao longo das gerações, essas características se acumulam gradualmente. EVOLUÇÃO O meio seleciona os indivíduos em determinada popu- lação que apresenta as características mais adaptadas às condições de um ambiente em determinado tempo. Em uma população há características variadas entre os indivíduos, surgidas ao acaso. Há certos indivíduos que possuem características que lhes conferem uma melhor adaptação ao meio quando se comparado aos demais. Os indivíduos mais aptos sobrevivem por mais tempo no ambiente e, consequentemente, têm maior sucesso reprodutivo, transmitindo suas características a um número maior de descendentes. Ao longo das ger- ações, essas características passam a predominar. DOENÇAS Agente etiológico: Agente causador da doença. Agente transmissor: Também conhecido como vetor. Serve como meio de trans- missão de uma doença. Hospedeiro intermediário: Ser vivo onde o parasita se desenvolve ou se reproduz assexuadamente. Hospedeiro definitivo: Ser vivo onde o parasita finaliza seu ciclo vital, reproduz- indo-se sexuadamente. Endemia: Doença que ocorre frequente- mente em determinado local. Epidemia: Quando há um considerável aumento dos casos de uma doença em um determinado intervalo de tempo. Pandemia: Quando o surto epidêmico se espalha a nível continental ou mundial. Foco no fato de que boa parte das verminoses podem ser mais facil- mente transmitidas em locais com falta de condições de saneamento básico e higiene. *HIV/AIDS: Causada pelo HIV, um retro- vírus que ataca os linfócitos T4 ou CD4, responsáveis pelo reconhecimento dos antígenos e ativação de outras células do sistema imune. *Sífilis: causada pela bactéria Treponema pallidum. Inicialmente causa feridas na genitália, depois manchas pelo corpoe culmina com comprometimento do siste- ma nervoso e cardiovascular. Termos importantes: ISTs que você deve lembrar: Dengue Zika Chicungunha Febre amarela *Todas doenças virais. Apenas a febre amarela tem vacina regularmente dis- tribuída em nosso país. Platelmintos importantes: Esquistossomo Tênia Nematelmintos importantes: Lombriga Ancilóstomo Doenças transmitidas pelo Aedes aegypti Verminoses: Imunidade não específica, realizada pelas barreiras do corpo, como a pele e o suco gástrico e também por células do sistema imune, como as células killer e os macrófagos. IMUNIDADE Imunidade inata IMUNIDADE ADAPTATIVA Imunidade específica, gera memória e reconhece os antígenos com os quais o corpo já teve contato. Imunidade adaptativa Lei da segregação dos fatores: “ Nas células somáticas, os fatores (genes) se encontram aos pares, mas durante a formação dos gametas eles se separam, mostrando-se isolados ou segregados.” Pode ser aplicada, por exemplo, para analis- armos casos de mono-hibridismo com dominância completa, como no caso da herança do albinismo, da cor dos olhos e da miopia. Assim como polialelia, como no caso da herança do sistema ABO. CH₂ = CH₂ + H₂ → CH₃ - CH₃ REAÇÕES ORGÂNICAS Reação de hidratação Reação de adição: ocorre em compostos insaturados, onde a insaturação será quebrada em ciclanos. Hidrogenação: Nessa reação, um alcino se transforma em alceno, e este se transforma em alcano. + H₂ → H - CH₂ - CH₂ - CH₂ - H Reação de adição em ciclanos: Nessa reação, um alcino se transforma em alceno, e este se transforma em alcano. Pela Regra de Markovnikov, o átomo de hidrogênio entra preferencialmente no carbono insaturado, que é o mais hidrogenado. Nessa reação, ocorre a adição de água, formando um álcool. Halogenação: Adição de halogênios (F₂, Cl₂, I₂,). Reação de haleto de hidrogênio (HX): CH₃ - CH = CH - CH₃ + Cl - Cl → CH₃ - CH - CH - CH₃ Cl Cl CH₃ - CH₂ - CH = CH₂ + H-Cl → CH₃ - CH₂ - CH - CH₃ Cl CH₃ - CH₂ - CH = CH₂ + H-OH → CH₃ - CH₂ - CH - CH₂ OH CH₃ - CH - CH₃ + Cl - Cl → CH₃ - C - CH₃ CH₃ Cl CH₃ + Cl - Cl → Cl - CH₂ - CH₂ - CH₂ - Cl Reação de halogenação em ciclanos: Nessa reação, um alcino se transforma em alceno, e este se transforma em alcano. Halogenação: Nessa reação, um alcino se transforma em alceno, e este se transforma em alcano. Reação de substituição: entrada de um átomo ou grupo de átomos com saída de outro. Ocorre em alcanos, ciclanos (com cinco ou mais carbonos) e aromáticos. Eletroquímica representa o estudo de reações químicas que transferem elétrons, como o que ocorre na pilha eletroquímica ou célula eletroquímica ou galvânica. A pilha é uma reação química de oxirredução espontânea que gera corrente elétrica (i). Quando uma substância sofre oxidação, ela perde elétrons, e quando sofre redução, ela recebe elétrons. Vamos compreender como a pilha funciona utilizando a pilha de Daniel: Nitração: Substituição de um hidrogênio pelo grupo nitro (-NO₂) CH₃ - CH - CH₃ + + HNO₃ → CH₃ - C - CH₃ + H₂O CH₃ NO₂ CH₃ Sulfonação: Substituição de um hidrogênio pelo grupo sulfônico (-SO₃H). Reação de substituição em compostos aromáticos: Halogenação do benzeno: CH₃ - CH - CH₃ + H₂SO₄ → CH₃ - C - CH₃ CH₃ SO₃H CH₃ + Cl - Cl → + HCl Cl Reação com haleto de alquila: Nitração: reação com ácido nítrico. + HNO₃ → + H₂O NO₂ + CH₃ - CH₂ - Cl → + HCl CH₂ - CH₃ ELETROQUÍMICA Pela imagem percebemos a existência de duas cubas eletro- químicas, eletrodos metálicos, soluções e a ponte salina. Os elétrons saem do zinco em direção ao eletrodo de cobre. O zinco sofre oxidação, que corrói sua barra, com diminuição de massa. O eletrodo de cobre sofre redução, com aumento de sua massa. O lado que oxida é denominado de ânodo, e o lado que se reduz é denominado de cátodo. O ânodo representa o polo negativo, e o cátodo representa o polo positivo da pilha. A ponte salina envia os ânions para o zinco, e os cátions para o cobre. Eletroquímica representa o estudo de reações químicas que transferem elétrons, como o que ocorre na pilha eletroquímica ou célula eletroquímica ou galvânica. Apresentam o anel de benzeno. Hidrocarbonetos: Alcanos : apresentam ligação simples entre os carbonos (CH₃ - CH₃) Alcenos: apresentam dupla ligação (CH = CH) Alcinos :apresentam tripla ligação (H₃C - CH = CH - CH₃) Alcadienos (apresentam duas duplas ligações (H₂C = CH - CH = CH₂) Compostos aromáticos Álcool - presença da hidroxila (OH). Ex: CH₃ - CH₂ - CH₂ - OH Fenol - presença da hidroxila no anel de benzeno. Ex: Aldeído - presença do grupo carbonila (-C = O) na extremidade da cadeia. Ex: Cetona - presença do grupo carbonila (-C = O) no meio da cadeia. Ex: Ácido carboxílico - presença do grupo carboxila na extremidade da cadeia. Ex: Compostos orgânicos com funções oxigenadas: COMPOSTOS ORGÂNICOS São compostos de cadeia fecha- da com ligações simples Ciclanos São compostos de cadeia fecha- da com uma dupla ligação. Ciclenos OH Lei de Lavoisier ou Conservação das massas = massa total dos reagentes é igual a massa total dos produtos. Em uma equação química temos: As massas dos reagentes e as massas dos produtos que participam da reação obedecem sempre a uma proporção constante. As reações químicas são rearranjos atômicos, onde os reagentes se transformam em produtos. Sendo assim, nesse processo não há criação ou destruição de átomos ou moléculas. Existem alguns fenômenos que podem identi�car uma reação química, como: liberação de energia (calor, luz); formação de gases; formação de um sólido (precipitado); mudança de coloração; mudanças de cheiro/aroma, etc. Em uma equação química temos: Lei de Proust ou lei das proporções constantes: (Observe que somando as massas dos reagentes teremos a mesma quantidade para os produtos) Em outra equação temos: Éter - presença do oxigênio entre dois radicais orgânicos. Ex: CH₃ - CH₂ - CH₂ - O - CH₃ Éster - presença do grupo: (-C=OO) Ex: Compostos orgânicos com funções nitrogenadas: Amina - presença do nitrogênio ligado ao átomo de carbono. Ex: CH₃-NH-CH₃ Amida - presença do grupo carbonila ligado ao nitrogênio. Ex: Nitrocompostos - presença do grupo nitro (-NO2) ligado a cadeia carbônica. Ex: CH₃ - CH₂ - NO₂ NH₂ *Em azul estão dados que você pode obter através dos dados em preto, caso eles se apresentem nos enunciados. LEIS PONDERAIS E ESTEQUIOMETRIA REAÇÕES INORGÂNICAS hidrogênio + carbono → metano 2 g 6 g 8g A termoquímica compreende processos de transferência de calor nas reações químicas. Temos dois processos: Endotérmico= absorve calor, com sensação de resfriamento, como por exemplo se passarmos álcool na pele e assoprar. Exotérmico = libera calor, com sensação de aquecimento, como nos processos de combustão. Nos processos físicos de mudanças do estado sólido para o líquido e deste para o estado de vapor, temos um processo endotérmico, com aumento de energia térmica. E nos processos inversos, do estado de vapor para o líquido e deste para o sólido, temos um processo exotérmico, com diminuição de energia térmica. Para uma reação química ocorrer ela absorve energia e quando forma produtos libera energia. A entalpia (H) representa o conteúdo de energia que uma substância possui. A entalpia cresce à medida que se avança nos estados físicos. Calculamos a variação de energia (ΔH) para saber se houve absorção ou liberação de energia pela reação química. ∆H = Hp - Hr Reação endotérmica: Hp > Hr ; ∆H >0 A + calor → B A → B ∆H >0 A + B → AB S + O₂ → SO₂ ABC → A + B +C 2 NaCl → 2 Na + Cl₂ CaCO₃ → CaO + CO₂ A + BC → AC + B Zn + Pb(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Pb AB + CD → AC + BD NaOH + AgNO₃ → NaNO₃ + AgOH CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂CO₃ Sínteseou adição: reagentes interagem e formam um produto. Decomposição ou análise: uma substância composta origina vários produtos. Simples troca ou deslocamento ou substituição: Substância simples reage com uma substância composta, formando uma nova substância simples. Dupla troca ou permutação: ocorrem trocas entre os reagentes. Temos quatro tipos de reações inorgânicas: TERMOQUÍMICA Reação exotérmica: Hp < Hr; ∆H < 0 A → B + calor A → B ∆H < 0 Os elétrons �cam ao redor do núcleo divididos na eletrosfera em níveis de energia (K, L, M, N, O, P, Q). Dentro dos níveis temos os subníveis de energia (s, p, d, f ). O subnível s comporta até dois elétrons; o subnível p comporta até seis elétrons; o subnível d comporta até dez elétrons, e o subnível f comporta até quatorze elétrons. Organizamos os elétrons nos níveis através do Diagrama de Linus Pauling. MODELOS ATÔMICOS E DISTRIBUIÇÃO As �echas indicam o sentido a ser seguido no diagrama, de cima para baixo até o �nal de cada carreira ou até o valor desejado obtido. A solubilidade ou coe�ciente de solubilidade é o limite máximo que o solvente pode dissolver em determina- do soluto. O que de�ne a solubilidade é o soluto/solvente/temperatura. Definição de solubilidade Insaturada = quantidade de soluto é menor do que a solubilidade. Saturada = quantidade de soluto é igual a solubilidade Saturada com corpo de chão ou de fundo ou precipitado = quantidade do soluto é maior do que a solubilidade. Tipos de soluções: Para relacionar quantidade de soluto e de solvente usamos as seguintes fórmulas: Hidrólise A hidrólise é um processo inverso da neutralização, onde ocorre quebra das moléculas em água, devido a ação dos íons da água. Concentrações As soluções são misturas homogêneas (apresentam uma única fase) formadas pelo soluto e pelo solvente. Elas podem ser sólidas (ligas metálicas), líquidas (soro caseiro) e gasosas (ar atmosférico). O soluto ocorre em menor quantidade e sofre dissolução, e o solvente ocorre em maior quantidade e provoca dissolução. Assim, solução é: soluto + solvente. SOLUÇÕES, SOLUBILIDADE, HIDRÓLISE E EQUILÍBRIOSLETRÔNICA A te nç ão ! Somente ácidos e bases fracas sofrem o processo de hidrólise, além de apresentarem também reações reversíveis. Nos processos físicos de mudanças do estado sólido para o líquido e deste para o estado de vapor, temos um processo endotérmico, com aumento de energia térmica. E nos processos inversos, do estado de vapor para o líquido e deste para o sólido, temos um processo exotérmico, com diminuição de energia térmica. Para compreender melhor, observe o grá�co da velocidade pelo tempo: Vamos observar agora o grá�co da concentração pelo tempo: No grá�co à esquerda temos que: [ ] R = [ ] P, e no grá�co à direita temos que: [ ] R > [ ] P. Temos uma reação reversível, onde o reagente forma um produto, sendo esta uma reação direta, e o produto forma reagente, sendo esta uma reação inversa. Quando começa a reação existe somente os reagentes, à medida que estes começam a interagir, o produto aumenta sua concentração e o reagente diminui sua concentração. Na equação química: N2 + 3 H₂ ⇋ 2 NH₃ A hidrólise salina ocorre quando os íons provenientes da dissociação de um sal dissolvido na água interagem com os íons da água, formando um ácido ou uma base fraca. O equilíbrio químico é dinâmico, pois a reação não para e é representado pelas setas (⇋), que indicam ida e volta. Sendo assim, podemos dizer que é um processo reversível. Quando temos um ácido fraco e uma base forte teremos uma solução básica com pH > 7, pois a quantidade de íons OH- é maior que os íons H+ (OH- >H+) Quando temos um ácido forte e uma base fraca teremos uma solução ácida com pH < 7 (H+ > OH-) Quando temos um ácido forte e uma base forte teremos uma solução neutra com pH = 7. Não entram em equilíbrio. Quando temos um ácido fraco e uma base devemos observar o valor de suas constantes, para saber qual será mais forte. Equilíbrio químico: ÁGUA Ciclo da água O ciclo da água representa o movimento contínuo da água entre a atmosfera e a superfície terrestre, passando também através dos seres vivos. O ciclo da água ocorre através da mudança de estados físicos: Chuva Ácida A acidez natural da chuva é independente da ação do homem porque na atmosfera existem diversos gases de efeito ácido, como os óxidos ácidos. Essas substâncias apresentam a capacidade de se combinar com a água e formar ácidos. Como exemplo de óxidos ácidos podemos citar o CO2, SO2, SO3, NO, etc. Dessa forma, quando começa a precipitação da água, ela entra em contato com o gás carbônico presente na atmosfera, formando o ácido carbônico (H2CO3). O ácido carbônico é um ácido fraco com pH em torno de 5,8 que não causa prejuízos aos seres vivos. A chuva para ser considerada ácida deve apresentar um pH abaixo de 5,5. A ação do homem através da queima de combustíveis fósseis, que apresentam alto teor de enxofre, provoca a liberação desses óxidos ácidos para a atmosfera, intensi�cando o problema da chuva ácida. Os raios solares promovem o aquecimento das águas terrestres, provocando o processo de evaporação, onde a água passa do estado líquido para o estado gasoso. O vapor de água sofre resfriamento e acumula-se na atmosfera. Formam-se pequenas gotículas que originam as nuvens. Quando as nuvens ficam cheias de água, ocorre a precipitação na forma de chuva.Ocorre o processo de condensação, onde a água passa do estado gasoso para o estado líquido. Há formação de grande quantidade de água na atmosfera, ocorrendo o processo de precipita- ção. Essa água cai na superfície terrestre em forma de chuva. Quando essa água atinge a superfície terrestre, ocorre o processo de infiltração no solo formando os lençóis subterrâneos e indo também para os rios, mares, lagos e represas. CO2 + H2O. → H2CO3 O ácido sulfúrico (H2SO4), um ácido forte, quando produzido, aumenta a poluição e contribui para a ocorrência de chuva ácida. Sua formação envolve as seguintes reações: Isso provoca a diminuição do pH de rios, lagos, solos, etc. Além da corrosão dos metais (ferro) e a degradação do mármore. A água encaminhada para as estações de tratamento de água (ETA) é captada de rios, lagos e represas por meio de bombas, e contém muita sujeira como galhos, folhas, lodo, etc. Ela passará por diferentes processos: Quando se atinge uma alta temperatura, através de descarga elétrica ou motor à combustão interna, o nitrogênio do ar reage com o oxigênio formando o óxido nítrico (NO), que se combina com o oxigênio originando o NO2. Tratamento de água - sepração de mistura O ácido nítrico (HNO3) também contribui para o aumento da ocorrência de chuva ácida. Os poluentes responsáveis pela diminuição da quantidade de ozônio são os compostos CFCs, CO2 e óxidos de nitrogênio. O átomo de cloro sozinho é um radical livre, e sobe às camadas mais altas da atmosfera encontrando o ozônio. Os dois compostos reagem produzindo gás oxigênio e o ClO. O ClO reage com radicais livres de oxigênio presentes na atmosfera produzindo gás oxigênio, e um radical livre de cloro �ca sozinho novamente podendo destruir outras moléculas de ozônio. O efeito estufa é um fenômeno natural, onde os gases desse efeito formam um cobertor natural sobre a Terra, impedindo que o calor se dissipe. O armazenamento dessa energia provoca o aumento da temperatura no planeta. Os biocombustíveis são produzidos a partir de matéria orgânica animal ou vegetal sendo assim, uma energia renovável. O biodiesel é obtido a partir de óleos ou gorduras em uma reação de transesteri�cação. É um combustível menos poluente devido a ausência de enxofre em sua composição. Na reação de transesteri�cação os triglicerídeos se transformam em ésteres de ácidos graxos (biodiesel). Sem os gases responsáveis pelo efeito estufa, o nosso planeta teria uma temperatura muito baixa. O sol emite radiação ultravioleta que atinge o planeta, aquecendo-o. A radiaçãoemitida pela Terra é a infravermelha, que é absorvida pelos gases presentes na atmosfera como o CO2 e CH4. Estes impedem que a radiação volte para a atmosfera. Quando o gás carbônico recebe a radiação vinda da Terra, ele começa a absorvê-la, aumentando a agitação de suas ligações químicas. Ocorre o aumento da aproximação e do afastamento dessas ligações gerando novas moléculas. Quando os CFCs são liberados na atmosfera, eles recebem radiação ultravioleta liberando um átomo de cloro. A camada de ozônio está localizada na estratosfera, entre 15 e 35 km de altitude em relação à superfície terrestre. É uma região com grande concentração de gás ozônio. Esse gás absorve grande quantidade de radiação ultravioleta emitida pelo sol, mantendo assim, a vida no nosso planeta. MEIO AMBIENTE RADIOATIVIDADE A radioatividade é um fenômeno nuclear, onde átomos instáveis precisam se transformar em átomos estáveis. Durante essa transformação ocorre a liberação de partículas e de energia. A radiação apresenta dois tipos de partículas, a alfa e a beta, e os raios gama. A energia química está armazenada nas ligações das espécies químicas. Quando formamos ou quebramos uma ligação, temos a absorção ou a liberação de energia em uma reação química. A energia térmica está relacionada com o calor envolvido nos processos químicos. Podemos ter reações que liberam energia, denominadas de exotérmicas, e reações que absorvem energia na forma de calor, denomina- das de endotérmicas. Os raios gama são emissões características de núcleos com muita energia. São representados por: A fusão nuclear representa a junção de dois núcleos formando um novo átomo e liberando um nêutron e energia. Esse processo foi usado na produção da bomba de hidrogênio. O tempo de meia vida ou período de semidesintegração representa o tempo necessário para que a atividade de uma amostra radioativa se reduza à metade. A �ssão nuclear representa a quebra do núcleo de um átomo formando dois novos átomos difer- entes, dois ou três nêutrons e energia para adquirir estabilidade. É o processo usado na produção da bomba atômica. A partícula alfa é uma emissão característica de núcleos muito pesados. É carregada positivamente e representada por: A partícula beta é uma emissão característica de núcle- os com excesso de nêutrons em relação aos prótons. É carregada negativamente e representada por: ENERGIA A eletroquímica representa a energia elétrica envolvida nos processos químicos. A produção espontânea de energia química é feita pelas pilhas, e as eletrólises necessitam de energia elétrica para ocorrer através de um gerador. Tipos de geradores de energia que podem aparecer nas questões de química: As usinas termelétricas produzem energia a partir da queima de carvão mineral, óleo combus- tível e gás natural em uma caldeira, ou pela �ssão de material radioativo, como o urânio. Ocorre a conversão de energia térmica em energia elétrica através do calor de combustão, onde o calor gerado transforma em vapor a água que se encontra em tubos nas paredes da caldeira. As usinas nucleares produzem energia pela �ssão do átomo de urânio. O urânio é um elemento muito radioativo, e quando enriquecido, libera grande quantidade de energia térmica na forma de calor, originando reações nucleares. Ocorre pelo aquecimento da água, e esta quando é transformada em vapor movimenta turbinas gerado- ras que geram calor através de elementos radioativos. Movimento Retilíneo Uniforme Movimento que se efetua com o vetor velocidade constante em módulo, direção e sentido. Vetor aceleração é nulo. O MRU pode ser descrito pela equação horária: CLASSIFICAÇÃO DOS MOVIMENTOS Movimento que se efetua com o vetor velocidade constante em módulo, direção e sentido. Vetor aceleração é nulo. O MRU pode ser descrito pela equação horária: PROPRIEDADES GRÁFICAS Posição x tempo Progressivo: x aumenta ⇔ v + Retrógrado: x diminui ⇔ v - Acelerado: |v| aumenta ⇔ v e a mesmo sinal Retardado: |v| diminui ⇔ v e a sinais diferentes Movimento Retilíneo Uniformemente Variado Movimento que se efetua com o vetor velocidade variável em módulo e constante na direção. Vetor aceleração é constante em módulo, direção, sentido e não nulo. O MRUV pode ser descrito pelas equações a seguir: Exemplo: Tipos de Movimentos Note que o vetor velocidade é sempre constante em módulo, direção e sentido.. MU E MUV Exemplo: Note que o vetor velocidade é variável em módulo, primeiro acelera e depois retarda. Já a direção e o sentido são constantes. Velocidade x tempo Aceleração escalar x tempo Equação horária Velocidade escalar Equação horária Velocidade escalar Equação horária Velocidade escalar Aceleração escalar Equação de Torriceli MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORME MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORMEMENTE VARIADO Na cinemática estudamos os movimentos sem se preocupar com as suas causas, apenas descrevemos os mesmos de forma matemática, através do uso de equações e gráficos. Já na Dinâmica, estaremos abordando a relação e existente entre a grandeza física FORÇA (interação entre dois corpos) e o estado de movimento dos corpos. Para isso vamos iniciar o nosso estudo relembrando alguns conceitos básicos. PESO Constitui uma força de natureza gravitacional (“matéria atrai matéria”). Por ser uma força, o Peso é uma grandeza vetorial, possui módulo, direção e sentido. O seu módulo é sempre calculado pela equação , onde m é a massa do corpo (quantidade de substância que forma o corpo) e g é a aceleração da gravidade local. Dica : Lembre-se que Peso (grandeza veto- rial) é diferente de massa (grandeza escalar). FORÇA NORMAL Constitui uma força de contato entre o corpo e uma determinada superfície. Somente haverá força Normal quando existir um contato entre corpos ou entre um corpo e uma superfície. Fig. I – Na Terra todos os corpos próximos a superfície terrestre são atraídos para o centro da mesma, essa força gravitacional (massa da Terra atraindo a massa do corpo) é denomina- da de força PESO. Conceitos Básicos A relação FORÇA x movimento, citada anteriormente, será estruturada de acordo com as três Leis de Newton. 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia) A Inércia constitui uma característica natural do corpo em manter a sua velocidade vetorial constante, ou seja, manter o seu módulo, a sua direção e o seu sentido constantes. Por isso: DINÂMICA (LEIS DE NEWTON) Leis de Newton Pela 1ª Lei de Newton verificamos que se a força resultante sobre o sistema é nulo, então o mesmo terá velocidade constante e aceleração nula. E se a força resultante sobre o sistema for diferente de zero, o que acontecerá com a velocidade e a aceleração do sistema ? 3ª Lei de Newton (Ação e Reação) “Toda AÇÃO corresponde a uma REAÇAO de mesmo módulo, mesma direção, sentidos contrários e que atuam em corpos diferentes.” INTERAÇÕES A DISTÂNCIA INTERAÇÕES A DISTÂNCIA A força de atrito estático é variável até um limite máximo, denominada força de atrito de destaque. A força de atrito independe da área de contato entre corpo e superfície. A força de atrito dinâmico ou cinético independe da velocidade do corpo. O coeficiente de atrito estático é sempre maior que o coeficiente de atrito dinâmico ou cinético. 2ª Lei de Newton (Princípio Fundamental) A força de atrito é uma força que sempre se opõe ao deslizamento ou a tendência de deslizamento de um corpo sobre uma determinada superfície. Caso o corpo possua uma tendência de deslizamento atuará sobre ele o atrito estático, cuja função é evitar que o corpo inicie o deslizamento. Caso o corpo encontre-se desli- zando atuará sobre ele o atrito dinâmico ou cinético, cuja função é evitar a continuação do deslizamento. A intensidade da força de atrito depende da força NORMAL (N) e do Coeficiente de Atrito (μ) entre o corpo e a superfície Corpo deslizando sobre a superfície. Atua sobre o mesmo a força de atrito DIN MICO OU CINÉTICO. Forçade Atrito DICA: Corpo com uma tendência de deslizamento, mas sem deslizar. Atua sobre o mesmo a força de atrito ESTÁTICO. Teorema de Arquimedes (empuxo) Todo corpo imerso total ou parcialmente em um líquido recebe uma força vertical para cima, cuja a intensidade é igual ao peso da porção de líquido deslocada pelo corpo. Essa força recebe o nome de Empuxo (E). Onde Vld é o volume do líquido deslocado. A Energia Mecânica de um corpo ou de um sistema de corpos corresponde à soma das Energias Cinética e Potencial (Gravitacional e Elástica). Sistema Conservativo (conservação da Energia Mecânica) A Energia Mecânica de um sistema será conservada quando nele atuarem somente forças conservativas: força Peso, força Elástica, força Elétrica e forças cujo trabalho total é nulo, ou seja, o sistema deve estar livre da ação de forças dissipativas como o atrito cinético e a resistência do ar. Sistema Dissipativo (dissipação da Energia Mecânica) Dizemos que um sistema é dissipativo quando atuam forças não-conservativas, como o atrito cinético e a força de resistência do ar. A presença destas forças provoca uma dissi- pação da energia mecânica, via o trabalho das forças dissipativas. Essa energia mecânica transforma-se, principalmente, em energia térmica (Calor). ENERGIA MECÂNICA LENTES ESFÉRICAS Tipos de Lentes ANOMALIAS DA VISÃO Comportamento Óptico das Lentes ÓPTICA DA VISÃO ONDAS CONCEITO DE ONDA Onda consiste numa perturbação ou vibração que se propaga transmitindo ENERGIA, sem transporte de matéria. EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA ONDULATÓRIA ONDE: v = velocidade de propagação da onda λ = comprimento de onda (distância que a onda percorre para completar um ciclo ou uma oscilação. T = período (tempo que a onda leva para completar um ciclo ou uma oscilação). f = freqüência (númeor de oscilações ou ciclos que a onda completa na unidade de tempo. PROPAGAÇÃO NATUREZA UNIDIMENSIONAL ELETROMAGNÉTICA BIDIMENSIONAL TRIDIMENSIONAL Propagam-se em apenas uma direção. Por exemplo: onda em uma corda. Propagam-se em duas direções. Por exemplo: ondas produzidas em um líquido em repouso. Propagam-se em três direções. Por Exemplo: Som e Luz. VIBRAÇÃO/PERTURBAÇÃO x PROPAGAÇÃO TRANVERSAL LONGITUDINAL Neste tipo de onda a vibração ou perturbação se efetua numa direção perpendicular a direção de propagação da onda. Por exemplo: todas as ondas eletromagnéticas, ondas em uma corda. Neste tipo de onda a vibração ou perturbação se efetua numa direção paralela a direção de propagação da onda. Por exemplo: Som. São ondas que resultam da vibração de cargas elétricas por isso podem se propagar em meios materiais e até mesmo no vácuo (vazio). Por exemplo: Luz, ondas de rádio, microondas, laser. MECÂNICA São ondas que resultam de uma vibração material por isso se propagam somente em meios materiais (sólido, líquido e gasoso). Por exemplo: Som, ondas do mar, ondas em uma corda. FENÔMENOS ONDULATÓRIOS REFLEXÃO A onda encontra um obstáculo, bate e volta para o mesmo meio de propagação, podendo ocorrer mudança na fase da onda. REFRAÇÃO A onda muda de meio de propaga- ção, mudando a sua velocidade, o seu comprimento de onda e man- tendo a sua freqüência constante. DIFRAÇÃO A onda contorna/desvia um deter- minado obstáculo, desde que o comprimento da onda seja maior ou igual ao tamanho do obstáculo em questão. INTERFE-RÊNCIA Duas ondas se encontram, sendo que após o encontro as ondas continuam a sua propagação normalmente. POLARIZA-ÇÃO Só ocorre com ondas transversais. Com a luz pode ocorrer e com o som não pode ocorrer. EFEITO DOPPLER Ocorre com o som e com a luz e consiste na variação (aumento ou diminuição) da freqüência devido a um movimento relativo entre a fonte de ondas e o observador que capta as mesmas. A Potência associada a uma força é definida como o trabalho realizado por essa força por unidade de tempo. No caso de um circuito elétrico, onde o equi- pamento elétrico esteja submetido a uma ddp igual a V, se a carga transportada no intervalo de tempo Δt é Δq, o trabalho das forças elétricas vale: Portanto a Potência Elétrica desenvolvida será: Potência Elétrica Potência Elétrica Dissipada POTENCIA E CONSUMO É usual gravar nos aparelhos elétricos a potência elétrica e a ddp a que eles devem ser ligados. Assim, um aparelho em que se lê “60 W / 220 V” indica que o equipamento dissipa uma potência elétrica de 60 W quando ligado entre dois pontos cuja ddp é 220 V. A transformação de energia elétrica em energia térmica (calor) denomina-se Efeito Joule. Vimos que esse efeito possui aplicações em aparelhos como o chuveiro, ferro elétrico, torneira elétrica e outros dispositivos elétricos de aquecimento. Considere o circuito elétri- co a seguir: Já vimos que a potência elétrica pode ser calculada por: Já vimos que a potência elétrica pode ser calculada por: A energia elétrica transformada em calor por um resistor pode ser expressa por: Observação: O Kilowatt-hora (KWh) é a unidade usual de consumo de energia elétrica. Resistência elétrica. Efeito Joule Definição matemática: Energia Elétrica Consumida Lembrando a definição de Potência (P), temos: Potência Elétrica RESISTENCIA ELÉTRICA E CIRCUITO SÉRIE E PARALELO Neste choque ocorre um aquecimento, ou seja, uma transformação de Energia Elétrica em Energia Térmica. Esta transformação denomina-se Efeito Joule. A partir do momento que se estabelece uma corrente elétrica, os elétrons livres possuem uma certa resistência ao sua movimentação ordenada no interior do condutor. Os mesmos chocam-se com os nódulos da rede cristalina da matéria que é feito o material condutor. Como , temos: ou Os aparelhos resistivos são formados por um fio metálico enrolado que é chamado de resitor. Quando o aparelho entra em funcionamento, a corrente elétrica no circuito faz com que o aquecimento fique mais concentrado no resistor. Por exemplo, nas lâmpadas, esse aquecimento é super e o filamento atinge temperaturas acima de 2000 oC. Já nos chu- veiros e torneiras elétricas, a temperatura atingida é menor, até porque ele está em contato com a Água. A mesma coisa acontece nos aquecedores que são utilizados nos dias frios onde o resistor adquire a cor vermelha. Sua temperatura está entre 650oC e 1000oC, dependendo da intensidade da cor. Onde houver corrente elétrica haverá aquecimento. Primeira Lei de Ohm Segunda Lei de Ohm Voltagem é diretamente proporcional a corrente elétrica, sendo a resistência elétrica constante (resistor ôhmico). A resistência elétrica depende do material e das carcterísticas geométricas do contudor. Onde: R = resistência elétrica (Ω) ρ = resistividade elétrica do material (Ω m) L = comprimento do condutor (m) A = área da secção reta do condutor (m2) Associação de Resistores SÉRIE Corrente elétrica é a mesma que passa em todos os resistores. Voltagem se divide entre os resistores. Corrente elétrica se divide ao longo do circuito elétrico, por isso nem sempre é a mesma que passa por todos os resistores. Voltagem (ddp) é a mesma para todos os resistores da associação. Fluxo Magnético Lei de Faraday (para dois resistores diferentes) (para n resistores iguais) PARALELO LEI DE FARADAY -GERADOR DE ENERGIA APLICAÇÃOLei de Lens “A corrente elétrica induzida surge a partir da oposição à variação do fluxo magnético”. CALOR SENSÍVEL E CALOR LATENTE Calor Sensível x Calor Latente Calor Sensível Quantidade de energia necessária para variar a temperatura de uma certa quantidade de substância. Calor Latente Quantidade de energia necessária para mudar o estado físico de uma substância, sob temperatura constante. Dica: O calor específico é uma característica própria da substância e indica o quanto é fácil ou difícil de variar a sua temperatura. Q = Quantidade de calor sensível m = massa da substância c = calor específico da substância Q = Quantidade de calor latente m = massa da substância L = calor Latente de mudançade estado. Energia Interna (U) Lembre-se de que as moléculas de um corpo possuem movimenta- ção (translação e/ou rotação) e para que elas tenham esta movimen- tação devem ser dotadas de energia. Portanto ao somarmos a energia de cada uma das moléculas que formam o corpo teremos uma energia total, denominada Energia Interna. Pode-se observar na equação mais abaixo que a Energia Interna é diretamente proporcional ao número de moléculas do corpo e diretamente proporcional a Temperatura absoluta (Kelvin) do corpo. Propagação do Calor Condução Processo de transferência de calor que ocorre preferencialmente nos matérias sólidos. Neste processo, a energia (calor) é transferida através de choques moleculares que ocor- rem no interior das substâncias, portanto não há transporte de matéria neste processo. Os melhores condutores de calor são os metais e dentre os péssimos condutores (isolantes térmicos) podemos destacar: vidro comum, gelo, ar, madeira, isopor, couro... Dica: A condução ocorre também nos líquidos e gases, porém a condutibilidade nestes meios é extremamente baixa. Convecção Processo de transferência de calor que ocorre nos fluidos (líquidos e gases). Neste proces- so, a energia (calor) é transferida através do transporte de matéria que se efetua em virtude da diferença de densidade proporcionada no interior de um fluido. Um fluido quente como é menos denso tende a subir e um fluido frio por ser mais denso tende a descer. Capacidade Térmica A capacidade térmica indica a quantidade de calor sensível que um corpo ou sistema perde ou ganha para variar a sua temperatura. Trabalho Termodinâmico (τ) 1º LEI DA TERMODIN MICA Dica: Todo corpo quente emite radiação na faixa do infravermelho, também denomi- nada de ondas de calor. É a retenção deste infravermelho que proporciona o chamado Efeito Estufa. Irradiação ou Radiação Processo de transferência de calor que se dá através de ondas eletromagnéticas. Em virtude disto, este é o único processo que, além de ocorrer nos meios sólido, líquido e gasoso, pode ocorrer no vácuo. Revisão da Salvação - e-book segunda prova 2021 2.pdf Revisão da Salvação - e-book segunda prova 2021.pdf