TEORIAS E FILOSOFIAS DE GRACELI 130

T={\frac {p^{2}}{2m}}

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

T={\frac {p^{2}}{2m}}-{\frac {p^{4}}{8m^{3}c^{2}}}+\dots

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

E_{n}^{(1)}=-{\frac {1}{2mc^{2}}}\left(E_{n}^{2}-2E_{n}{\frac {e^{2}}{a_{0}n^{2}}}+{\frac {e^{4}}{(l+1/2)n^{3}a_{0}^{2}}}\right)=-{\frac {E_{n}^{2}}{2mc^{2}}}\left({\frac {4n}{l+1/2}}-3\right)

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

\Psi _{\text{total}}=\psi _{nlm}(r,\theta ,\phi ).\chi (spin).e^{-iE_{n}t/\hbar }

\Psi _{\text{total}}={\Bigg |}R_{nl}.e^{-i.E_{n}{\frac {t}{\hbar }}}{\Bigg \rangle }.|l,m\rangle .|s,m_{s}\rangle

(P)

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

{\vec {\varepsilon }}={\frac {Ze}{r^{2}}}{\hat {r}}

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

E_{e}=-{\vec {\mu }}_{s}.{\vec {H}}_{e}=-{\vec {\omega }}_{e}.{\vec {S}}

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

\Delta E={\frac {\lambda _{c}^{2}mZe^{2}}{r^{3}}}

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

\Delta E={\frac {{\bar {\lambda }}_{c}^{2}m_{i}Z^{3}e}{a_{0}^{2}n^{2}{\textbf {l}}({\textbf {l}}+1/2)({\textbf {l}}+1)}}

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Em física atômica, a estrutura fina da raia espectral de um átomo corresponde ao seu desdobramento (separação) em outras linhas de frequências próximas, detectáveis através de um espectroscópio de boa resolução.

Esta estrutura pode ser explicada através da física quântica; devido a quebra parcial da degenerecência de um nível de energia do modelo de Bohr em resultado a três tipos de correções:

o acomplamento do momento magnético de spin do elétron com campo magnético gerado por seu movimento (momento magnético orbital);
a consideração do movimento relativístico do elétron;
O efeito zitterbewegung.

A descoberta da estrutura fina do átomo de hidrogênio concedeu o Nobel de Física à Willis Eugene Lamb em 1955.

Estruturas de nível fino podem ser desdobradas também devido a interação com o momento magnético do núcleo (estrutura hiperfina).

Í

Correção relativística escalar

Classicamente, o termo da energia cinética é:

T={\frac {p^{2}}{2m}}

Entretanto, quando consideramos a relatividade especial, devemos utilizar a forma relativística da energia cinética,

T={\sqrt {p^{2}c^{2}+m^{2}c^{4}}}-mc^{2}

onde o primeiro termo é a energia relativística total, e o segundo termo a energia de repouso do elétron. Expandindo a expressão encontramos:

T={\frac {p^{2}}{2m}}-{\frac {p^{4}}{8m^{3}c^{2}}}+\dots

Então, a correção de primeira ordem ao Hamiltoniano é

H'=-{\frac {p^{4}}{8m^{3}c^{2}}}

Utilizando isso como uma perturbação, podemos calcular as correções de energia de primeira ordem devido aos efeitos relativísticos.

E_{n}^{(1)}=\langle \psi ^{0}\vert H'\vert \psi ^{0}\rangle =-{\frac {1}{8m^{3}c^{2}}}\langle \psi ^{0}\vert p^{4}\vert \psi ^{0}\rangle =-{\frac {1}{8m^{3}c^{2}}}\langle \psi ^{0}\vert p^{2}p^{2}\vert \psi ^{0}\rangle

onde

\psi ^{0}

é a função de onda não perturbada. Retornando ao Hamiltoniano não perturbado, vemos que

H^{0}\vert \psi ^{0}\rangle =E_{n}\vert \psi ^{0}\rangle

\left({\frac {p^{2}}{2m}}-V\right)\vert \psi ^{0}\rangle =E_{n}\vert \psi ^{0}\rangle

p^{2}\vert \psi ^{0}\rangle =2m(E_{n}-V)\vert \psi ^{0}\rangle

Podemos utilizar esse resultado para calcular também a correção relativística:

E_{n}^{(1)}=-{\frac {1}{8m^{3}c^{2}}}\langle \psi ^{0}\vert p^{2}p^{2}\vert \psi ^{0}\rangle

E_{n}^{(1)}=-{\frac {1}{8m^{3}c^{2}}}\langle \psi ^{0}\vert (2m)^{2}(E_{n}-V)^{2}\vert \psi ^{0}\rangle

E_{n}^{(1)}=-{\frac {1}{2mc^{2}}}(E_{n}^{2}-2E_{n}\langle V\rangle +\langle V^{2}\rangle )

Para o átomo de hidrogênio,

V={\frac {e^{2}}{r}}

\langle V\rangle ={\frac {e^{2}}{a_{0}n^{2}}}

, and

\langle V^{2}\rangle ={\frac {e^{4}}{(l+1/2)n^{3}a_{0}^{2}}}

onde

a_{0}

é o raio de Bohr,

n

é o número quântico principal e

l

é o número quântico azimutal. Assim, a correção para o átomo de hidrogênio é

E_{n}^{(1)}=-{\frac {1}{2mc^{2}}}\left(E_{n}^{2}-2E_{n}{\frac {e^{2}}{a_{0}n^{2}}}+{\frac {e^{4}}{(l+1/2)n^{3}a_{0}^{2}}}\right)=-{\frac {E_{n}^{2}}{2mc^{2}}}\left({\frac {4n}{l+1/2}}-3\right)

A interação de spin-Órbita (Mecânica Quântica)

Na inclusão introdutória do spin na função de onda de Schrodinger, supõe-se que as coordenadas do spin são independentes das coordenadas do espaço de configuração.^[1]

Assim, a função de onda total é escrita como uma função de produto.

\Psi _{\text{total}}=\psi _{nlm}(r,\theta ,\phi ).\chi (spin).e^{-iE_{n}t/\hbar }

\Psi _{\text{total}}={\Bigg |}R_{nl}.e^{-i.E_{n}{\frac {t}{\hbar }}}{\Bigg \rangle }.|l,m\rangle .|s,m_{s}\rangle

(P)

A suposição feita acima implica que não existe interação entre L e S, i.e

\lfloor {\hat {L}},{\hat {S}}\rfloor =0

Neste caso,

\Psi _{\text{total}}

é uma auto-função de ambos

L_{z}

S_{z}

e portanto

m_{l}

m_{s}

são bons números quânticos; em outras palavras, as projeções de

{\vec {L}}

\vec{S}

são constantes do movimento.

Mas na verdade existe uma interação entre

{\vec {L}}

\vec{S}

chamada interação Spin-Órbita expressa em termos da grandeza

{\vec {L}}.{\vec {S}}

Dado que

{\vec {L}}.{\vec {S}}

não comuta quer com

{\vec {L}}

ou com

\vec{S}

, a equação (P) torna-se incorreta e

m_{l}

m_{s}

deixam de ser bons números quânticos.

Nós imaginamos a interação spin-órbita como o momento magnético spin estacionária interagindo com o campo magnético produzido pelo núcleo orbitante.

No sistema de referência de repouso do electrão, há um campo eléctrico

{\vec {\varepsilon }}={\frac {Ze}{r^{2}}}{\hat {r}}

Onde

{\hat {r}}

dirige‐se do núcleo em direção ao electrão.

Assumindo que

\vec{v}

é a velocidade do electrão no sistema de referência de repouso do núcleo, a corrente produzida pelo movimento nuclear é:

{\vec {j}}=-{\frac {Ze}{c}}{\vec {v}}

No sistema de referência de repouso do electrão.

Portanto

{\vec {H}}_{e}=-{\frac {Ze}{c}}{\frac {{\vec {v}}\wedge {\hat {r}}}{r^{2}}}=-{\frac {1}{c}}{\vec {v}}\wedge {\vec {\varepsilon }}

O momento de spin do electrão realiza um movimento precessional neste campo com frequência de Larmor:

{\vec {\omega }}_{e}=\gamma {\vec {H}}_{e}=-{\frac {e}{m_{0}c^{2}}}{\vec {v}}\wedge \varepsilon

Com energia potencial

E_{e}=-{\vec {\mu }}_{s}.{\vec {H}}_{e}=-{\vec {\omega }}_{e}.{\vec {S}}

As equações acima são válidas no quadro de referência de repouso electrão.

A Transformação para o sistema de referência de repouso do núcleo introduz um fator de ½ - chamado o fator de Thomas. [Isto pode ser mostrado, calculando o tempo dilatado entre os dois sistemas de referência em repouso].^[1]

Portanto, um observador no sistema de referência de repouso do núcleo poderia observar o electrão a realizar um movimento de precessão com uma velocidade angular de

{\vec {\omega }}_{L}=-{\frac {e}{2m_{0}c^{2}}}{\vec {v}}\wedge {\vec {\varepsilon }}

(T)

e por uma energia adicional dada por

\Delta E=-{\frac {1}{2}}{\vec {\omega }}_{e}.{\vec {S}}

As duas Eqs acima podem ser colocadas em uma forma mais geral, restringindo o V ser qualquer potencial central com simetria esférica.

De forma que

{\vec {F}}=-{\hat {r}}{\frac {\partial V}{\partial r}}=e{\vec {\varepsilon }}

e então

{\vec {v}}\wedge {\vec {\varepsilon }}={\frac {1}{e}}{\frac {\partial V}{\partial r}}{\vec {v}}\wedge {\vec {r}}={\frac {1}{em_{0}}}{\frac {1}{r}}{\frac {\partial V}{\partial r}}{\vec {L}}

A equação (T) torna-se então

{\vec {\omega }}_{L}=+{\frac {1}{2m_{0}^{2}c^{2}}}{\frac {1}{r}}{\frac {\partial V}{\partial r}}{\vec {L}}

E a energia adicional

\Delta E=+{\frac {1}{2m_{0}^{2}c^{2}}}{\frac {1}{r}}{\frac {\partial V}{\partial r}}{\vec {L}}.{\vec {S}}

O produto escalar

{\vec {L}}.{\vec {S}}=m\hbar s

Para spin = ½

{\vec {L}}.{\vec {S}}=m\hbar .{\frac {1}{2}}\hbar ={\frac {1}{2}}m\hbar ^{2}

A separação energética se torna então

|\Delta E|={\frac {\hbar ^{2}m}{4m_{0}^{2}c^{2}}}{\frac {1}{r}}{\frac {\partial V}{\partial r}}

Para o potencial de Coulomb a separação energética pode ser aproximada por:

\Delta E={\frac {\lambda _{c}^{2}mZe^{2}}{r^{3}}}

Onde

\lambda _{c}={\frac {h}{m_{o}c}}

é o comprimento de onda de Compton

\lambda _{c}={\frac {h}{m_{o}c}}

{\frac {\lambda _{c}}{2\pi }}

Um resultado útil no cálculo é citado sem prova. O valor médio de

{\frac {1}{r^{3}}}

i.e.

{\Bigg \langle }{\frac {1}{r^{3}}}{\Bigg \rangle }={\frac {Z^{2}}{a_{o^{2}}n^{2}l{\Bigg (}l+{\frac {1}{2}}{\Bigg )}(l+1)}}

para

l\neq 0

De modo que a separação energética se torna

\Delta E={\frac {{\bar {\lambda }}_{c}^{2}m_{i}Z^{3}e}{a_{0}^{2}n^{2}{\textbf {l}}({\textbf {l}}+1/2)({\textbf {l}}+1)}}

para

l\neq 0

as dimensões categorias podem ser divididas em cinco formas diversificadas.

tipos, níveis, potenciais, tempo de ação, especificidades de transições de energias, de fenômenos, de estados de energias, físicos [estruturais], de fenômenos, estados quântico, e outros.

paradox of the system of ten dimensions and categories of Graceli.

a four-dimensional system can not define all the energies, changes of structures, states and phenomena within a structure, that is why there are ten or more dimensions, I have developed and I work with ten, but nature certainly goes beyond ten, with this we move to a decadimensional and categorial universe.

that is, categories ground the variables of phenomena and their interactions and transformations.

and with this we do not have a relationship with mass, but with structure, therefore, a structure carries with it much more than mass, since also mass is related to forces, inertia, resistances and energies.

but structures are related to transitions of physical states, quantum, energies, phenomena, and others.

as well as transitions of energies, phenomena, categories and dimensions.

paradoxo do sistema de dez dimensões e categorias de Graceli.

um sistema de quatro dimensões não tem como definir todas as energias, mudanças de estruturas, estados e fenômenos dentro de uma estrutura, por isto se tem dez ou mais dimensões, desenvolvi e trabalho com dez, mas a natureza com certeza vai alem das dez, com isto caminhamos para um universo decadimensional e categorial.

ou seja, as categorias fundamentam as variáveis dos fenõmenos e suas interações e transformações.

e com isto não se tem uma relação com massa, mas com estrutura, pois, uma estrutura carrega consigo muito mais do que massa, uma vez também que massa está relacionado com forças, inércia, resistências e energias.

mas estruturas está relacionado com transições de estados físicos, quântico, de energias, de fenômenos, e outros.

como também transições de energias, fenômenos, categorias e dimensões.

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

= entropia reversível

postulado categorial e decadimensional Graceli.

TUDO QUE ESTÁ RELACIONADO COM ENERGIA, ESTRUTURAS, FENÔMENOS E DIMENSÕES ESTÁ INSERIDO NO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.

todo sistema decadimensional e categorial é um sistema transcendente e indeterminado.

matriz categorial Graceli.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

1] Cosmic space.
2] Cosmic and quantum time.
3] Structures.
4] Energy.
5] Phenomena.
6] Potential.
7] Phase transitions of physical [amorphous and crystalline] states and states of energies and phenomena of Graceli.
8] Types and levels of magnetism [in paramagnetic, diamagnetic, ferromagnetic] and electricity, radioactivity [fissions and fusions], and light [laser, maser, incandescence, fluorescence, phosphorescence, and others.
9] thermal specificity, other energies, and structure phenomena, and phase transitions.
10] action time specificity in physical and quantum processes.

Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

8]Tipos e níveis de magnetismo [em paramagnéticos, diamagnético, ferromagnéticos] e eletricidade, radioatividade [fissões e fusões], e luz [laser, maser, incandescências, fluorescências, fosforescências, e outros.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Matriz categorial de Graceli.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Tipos, níveis, potenciais, tempo de ação, temperatura, eletricidade, magnetismo, radioatividade, luminescências, dinâmicas, estruturas, fenômenos, transições de fenômenos e estados físicos, e estados de energias, dimensões fenomênicas de Graceli.

[estruturas: isótopos, partículas, amorfos e cristalinos, paramagnéticos, dia, ferromagnéticos, e estados [físicos, quântico, de energias, de fenômenos, de transições, de interações, transformações e decaimentos, emissões e absorções, eletrostático, condutividade e fluidez]].

trans-intermecânica de supercondutividade no sistema categorial de Graceli.

EPG = d [hc] [T / IEEpei [pit] = [pTEMRLD] and [fao] [itd] [iicee] tetdvd [pe] cee [caG].]

p it = potentials of interactions and transformations.
Temperature divided by isotopes and physical states and potential states of energies and isotopes = emissions, random wave fluxes, ion interactions, charges and energies structures, tunnels and entanglements, transformations and decays, vibrations and dilations, electrostatic potential, conductivities, entropies and enthalpies. categories and agents of Graceli.

h e = quantum index and speed of light.

[pTEMRlD] = THERMAL, ELECTRICAL, MAGNETIC, RADIOACTIVE, Luminescence, DYNAMIC POTENTIAL] ..

EPG = GRACELI POTENTIAL STATUS.

[pTFE] = POTENCIAL DE TRANSIÇÕES DE FASES DE ESTADOS FÍSICOS E DE ENERGIAS E FANÔMENOS [TRANSIÇÕES DE GRACELI]

, [pTEMRLD] [hc] [pI] [PF] [pIT][pTFE] [CG].

domingo, 20 de janeiro de 2019

{\vec {\tau }}={\vec {\mu }}\times {\vec {B}}={\vec {\mu }}\wedge {\vec {B}}

\Delta E=\pm \omega _{{L}}\hbar =\pm {\frac {e\hbar B}{2m}}=\pm \mu _{{B}}B

(Y)

x

E_{{0}}

E_{{0}}\pm \mu _{{B}}B

H=H_{0}+H_{1}=H_{0}+\sum _{\alpha }\xi ({\vec {r_{\alpha }}}){\vec {L}}\cdot {\vec {S}}-\sum _{\alpha }{\vec {\mu _{{\alpha }}}}\cdot {\vec {B}}

H=H_{0}+\xi (r){\vec {L}}\cdot {\vec {S}}+\mu _{B}(g_{L}L_{z}+g_{s}S_{z})B_{z}\approx H_{{at}}+{\frac {\mu _{B}}{\hbar }}(J_{z}+S_{z})B_{z}

O efeito Zeeman é o desdobramento das raias espectrais de um espectro em resposta à aplicação de um campo magnético B à amostra.

O efeito Zeeman normal é aquele pelo qual acontece o desdobramento de uma linha espectral de duas maneiras diferentes:

Se a observação se fizer ao longo de uma direção paralela ao vetor de indução magnética B, então a linha espectral original do espectro (na ausência de campo magnético) desdobrar-se-á em duas linhas.
Se a observação for feita em uma direção perpendicular ao vetor B, a linha original desdobrar-se-á em três linhas.

O efeito Zeeman anormal ou efeito Zeeman anômalo em espectros na região vísivel do espectro eletromagnético é o desdobramento de uma risca espectroscópica original em 2j + 1 raias diferentes, onde j é a projecção do vetor momento angularqüântico sobre o eixo de quantização. Ocorre em campos fracos. A separação entre as raias espectrais varia.

Se o campo for muito intenso, sobrepujará o campo eletromagnético próprio do átomo e ocasionará o desdobramento das linhas em multipletos com separação constante. A esse efeito dá-se o nome de efeito Paschen-Back.

Introdução[editar | editar código-fonte]

Na maioria dos átomos, existem muitas configurações que têm a mesma energia, então estas transições entre diferentes pares de configurações correspondem a uma linha única. A presença de um campo magnético desfaz essa degeneração, uma vez que interage de diferentes maneiras com os elétros de diferentes números quânticos, modificando ligeiramente suas energias. O resultado é que, onde houvera muitas configurações com a mesma energia, agora há energias diferentes, o que faz aparecer muitas linhas espectrais. Sem um campo magnético, as configurações A, B e C tem a mesma energia de D, E e F. A presença de um campo magnético divide os níveis de energia. Uma linha produzida pela transição de A, B ou C para D, E ou F agora será muitas linhas entre diferentes combinações de A, B, C e D, E e F. Não são todas as transições possíveis. Uma vez que a distância entre os sub-níveis de Zeeman é proporcional ao campo magnético, este efeito foi usado por astrônomos para medir o campo magnético do Sol e outras estrelas. Também há um efeito Zeeman anômalo que aparece nas transições onde a teia de spins dos elétros não é 0. Se chama anômalo porquê o spin não tinha sido descoberto e então não havia uma boa explicação para o fenômeno. Na verdade naquele momento procurava-se a comprovação de um momento angular do átomo e o que estava sendo representado pelo experimento era o spin eletrônico. Se a intensidade do campo magnético é muito grande, o efeito não é mais linear, este efeito é chamado efeito Paschen-Back.

A Frequência de Larmor e o Efeito Zeeman Normal (Tratamento Clássico)[editar | editar código-fonte]

A precessão do vector momento angular num campo magnético.

Consideremos o efeito de um campo magnético fraco em um electrão em movimento circular numa órbita planar.

Assumindo que o campo magnético é aplicado ao longo do eixo z e o momento angular é orientado num ângulo θ com respeito ao eixo z, conforme mostrado na figura ao lado.^[1]

O torque agindo sobre

{\vec {I}}

é dado por

{\vec {\tau }}={\vec {\mu }}\times {\vec {B}}={\vec {\mu }}\wedge {\vec {B}}

este é direcionado para o plano da página, na direção de ф.

Agora, o torque também é igual a taxa de variação do momento angular, então nós temos

{\vec {\tau }}_{{l}}={\frac {d{\vec {l}}}{dt}}=\mu _{{i}}\wedge {\vec {B}}=\gamma _{{l}}{\vec {l}}\wedge {\vec {B}}

(X)

Mas

|d{\vec {l}}|=l.\operatorname{sen} \theta .d\phi

Então a forma escalar da Equação (X) torna-se

l.\operatorname{sen} \theta .{\frac {d\phi }{dt}}=\gamma _{{l}}.l.B.\operatorname{sen} \theta

(Z)

Definindo a velocidade precessional pela relação:

\omega _{{L}}={\frac {d\phi }{dt}}

De modo que Eq (Z) torna-se

\omega _{{L}}=\gamma _{{l}}B={\frac {e}{2m}}B

A velocidade angular

\omega _{{L}}

é chamada a freqüência de Larmor.

Assim, o vector momento angular realiza movimento de precessão em torno do eixo z na freqüência Larmor como resultado do torque produzido pela ação de um campo magnético sobre o seu momento magnético associado.

Usando a relação de Planck, a energia associada com a freqüência de Larmor é

\Delta E=\pm \omega _{{L}}\hbar =\pm {\frac {e\hbar B}{2m}}=\pm \mu _{{B}}B

(Y)

onde os sinais se referem ao sentido de orientação. Será observado que esta diferença de energia é a energia potencial de um dipolo magnético cujo momento é um magnetão de Bohr.

A energia dipolar é dada pela relação

\Delta E=-{\vec {\mu }}.{\vec {B}}

Na (Y), o sinal positivo corresponde ao alinhamento antiparalelo enquanto o sinal negativo (menor energia) indica alinhamento paralelo.^[1]

O efeito geral desta energia associada com a freqüência de Larmor é que, se a energia de um electrão tendo um momento

{\vec {\mu }}_{{B}}

E_{{o}}

na ausência de um campo aplicado, então num campo magnético

\vec{B}

ele pode assumir uma das energias

E_{{0}}\pm \mu _{{B}}B

Transições com e sem campo magnético

Assim, numa coleção de partículas atómicas idênticas do tipo discutido, um campo magnético produz um tripleto de níveis, chamado um tripleto de Lorentz cujas energias são

E_{{0}}

E_{{0}}\pm \mu _{{B}}B

Este fenómeno é conhecido como o efeito Zeeman Normal.

O efeito Zeeman é, na verdade, mais complexo do que foi apresentado no tratamento clássico. O spin do electrão é excluído no modelo clássico.

Assim, quando um campo magnético é aplicado os momentos angulares orbital e de spin realizarão movimento de precessão.

As separações do nível energético resultantes não podem ser explicadas classicamente e assim requerem um tratamento de mecânico quântico. Como consequência deste comportamento inexplicável, o efeito Zeeman mais geral, incluindo spin foi historicamente designado erradamente como o efeito Zeeman anómalo.

Efeito Zeeman (hamiltoniano)[editar | editar código-fonte]

O hamiltoniano total de um átomo em um campo magnético é:

H=H_{0}+H_{1}=H_{0}+\sum _{\alpha }\xi ({\vec {r_{\alpha }}}){\vec {L}}\cdot {\vec {S}}-\sum _{\alpha }{\vec {\mu _{{\alpha }}}}\cdot {\vec {B}}

onde

H_0

é o Hamiltoniano não perturbado do átomo, e os somatórios sobre α são somatórios sobre os elétrons do átomo. O termo

\xi ({\vec {r_{\alpha }}}){\vec {L}}\cdot {\vec {S}}

é a junção LS para cada elétron (indexado por α). O somatório desaparece se há apenas um elétron. A ligação do campo magnético

{\vec {\mu _{{\alpha }}}}\cdot {\vec {B}}={\frac {\mu _{{B}}}{\hbar }}(g_{L}{\vec {L}}+g_{S}{\vec {S}})\cdot {\vec {B}}

é a energia devida ao momento magnético μ do α-ésimo elétron. Ele pode ser escrito como somatório das contribuições do momento orbital angular e do momento angular de spin, com cada um multiplicado pelo fator g de Landé. Projetando o vetor quantidades no eixo z, o Hamiltoniano pode ser escrito como

H=H_{0}+\xi (r){\vec {L}}\cdot {\vec {S}}+\mu _{B}(g_{L}L_{z}+g_{s}S_{z})B_{z}\approx H_{{at}}+{\frac {\mu _{B}}{\hbar }}(J_{z}+S_{z})B_{z}

onde a aproximação resulta do fator g como

g_{L}=1

and

g_{S}\approx 2

. O somatório sobre os elétrons foi omitido. Aqui,

J_{z}=L_{z}+S_{z}

é o momento angular total, e a junção LS foi agrupada em

H_0

. O tamanho do termo interação H ' não é sempre pequeno, e pode induzir grandes efeitos no sistema. No efeito Paschen-Back, H ' não pode ser tratado como uma perturbação, já que sua magnitude é comparável (ou até maior) que o sistema

H_{{at}}

. O termo H ' não comuta com

H_{{at}}

. Em particular,

S_{z}

não comuta com a interação spin-órbita em

H_{{at}}

O Fator g de Landé e o efeito Zeeman[editar | editar código-fonte]

O Momento Magnético Total não é Colinear com momento angular .

As contribuições orbital e de spin para o momento magnético são dadas por

{\vec {\mu }}_{{l}}={\frac {g_{{l}}.e}{2m_{{o}}}}.{\vec {L}}=-g_{{l}}.\mu _{{B}}{\sqrt {l(l+1)}}.{\hat {l}}

{\vec {\mu }}_{{s}}={\frac {g_{{s}}.e}{2m_{{s}}}}.{\vec {S}}=-g_{{s}}.\mu _{{B}}{\sqrt {s(s+1)}}.{\hat {s}}

Onde

g_{{l}}=1\;e\;g_{{s}}=2,004\approx 2

Agora, quando

{\vec {L}}\;e\;{\vec {S}}

combinam, temos

{\vec {J}}={\vec {L}}+{\vec {S}}\;e\;{\vec {\mu }}={\vec {\mu }}_{{l}}+{\vec {\mu }}_{{s}}

{\vec {\mu }}={\frac {\mu _{{B}}}{\hbar }}({\vec {L}}+2{\vec {S}})

É evidente a partir das expressões para

{\vec {J}}\;e\;{\vec {\mu }}

que o momento magnético total não é, em geral, colinear com o momento angular total, conforme ilustrado na Figura

Dado que

{\vec {L}}\;e\;{\vec {S}}

precessiona em torno de

{\vec {J}}

é aparente que

{\vec {\mu }}

também precessiona em torno de

{\vec {J}}

No entanto, o momento magnético eficaz, isto é a componente de

{\vec {\mu }}

ao longo de

{\vec {J}}

mantém o valor constante,

[Expandir]Demonstração

Definimos o fator g de Landé como

g=1+{\frac {j(j+1)+s(s+1)-l(l+1)}{2j(j+1)}}

(Z)

E o momento magnético efetivo torna-se

|\mu _{{j}}|=g.\mu _{{B}}{\sqrt {j.(j+1)}}

Para spin zero, a equação (Z) reduz-se ao caso clássico de g = 1 e para l = 0, g = 2. Agora estamos em uma posição para incluir o denominado efeito Zeeman Anómalo.

O momento magnético correspondente ao longo da direção do campo, considerado como a direcção do eixo z, será então

\mu _{{z}}-g.\mu _{{B}}.m_{{l}};

tendo uma energia dipolar magnética :

E=g.m_{{j}}\mu _{{B}}B

No caso de clássico, g = 1, mas na Equação acima, g depende dos números quânticos l, s e j.

Num campo magnético B, tal que

\mu _{{B}}B

é menor do que a energia de spin-órbita, j e

m_{{j}}

são bons números quânticos e as energias dos estados se desdobram como mostrado na tabela a seguir.

Assim, o denominado efeito Zeeman "anómalo" é o que normalmente seria de esperar de um electrão tendo spin semi-inteiro em um campo magnético fraco.

O efeito Zeeman "normal" ou clássico não pode ocorrer para um único electrão em um campo magnético fraco devido o termo de spin na Eq (Z).

No entanto, nos átomos em que os spin são combinados para que o spin total seja zero, o valor de g para todos os estados espectroscópicos é o valor clássico e apenas três linhas espectrais são observadas.

Histórico[editar | editar código-fonte]

Efeito Zeeman normal: das 15 transições possíveis entre os estados l = 2 e l = 1, separadas pelo campo magnético, ocorrem apenas 9, correspondendo a ∆m = m_i - m_f -1, 0, 1, sob a forma de três linhas.

Em 1902, O Prêmio Nobel de Física foi concedido aos físicos holandês Pieter Zeeman (1865-1943) e Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) por suas investigações sobre o efeito do magnetismo sobre a radiação eletromagnética.

Em 1895, Lorentz publicou um trabalho intitulado Versuch einer Theorie der eletrischen und optichen Erscheinungen in bewegten kórpern , no qual apresentou a famosa teoria das partículas carregadas , denominadas por ele de íons, com o qual afirmou que são as oscilações dessas “partículas” constituintes dos corpos ponderáveis as responsáveis pela emissão do espectro luminoso de alguns deles.

Portanto, sendo isso verdade, Lorentz afirmou ainda que, se tais corpos fossem colocados em uma região contendo um campo magnético, aquelas oscilações deveriam sofrer alterações, provocando modificação no espectro luminoso, de tal modo que cada linha espectral emitida na ausência do campo magnético seria decomposta em três linhas por interferência desse referido campo. E mais ainda, continuou Lorentz com o seu raciocínio, quando a observação é feita na direção do campo magnético, aparecerão apenas duas linhas polarizadas circularmente e em sentido inverso uma da outra; quando a observação é feita perpendicularmente ao campo, aparecerão três linhas, sendo a central polarizada linearmente à direção do campo (componente π), e as duas extremas, polarizadas também linearmente, porém perpendicularmente à direção do campo (componente σ); essa denominação deriva da palavra alemã senkrecht que significa perpendicular.^[2]

Em 1896, Zeeman publicou um trabalho na Verhandlungen der physikalischen Gesellschaft zu berlin 7 (p. 128), no qual confirmou experimentalmente as previsões que seu professor Lorentz fizera em 1895, da ação do campo magnético sobre as linhas espectrais. Em sua experiência, Zeeman usou uma bobina de Rühmkorff de corrente de 27 Ampères e uma grade de difração de Rowland de 44.983 linha/polegadas. Com esse equipamento, observou que a linha D do sódio (Na) separava-se em três, quando uma amostra desse elemento químico era colocado na região de forte campo magnético. Este fenômeno ficou mundialmente conhecido como efeito Zeeman normal.

{\vec {\tau }}={\vec {\mu }}\times {\vec {B}}={\vec {\mu }}\wedge {\vec {B}}

\Delta E=\pm \omega _{{L}}\hbar =\pm {\frac {e\hbar B}{2m}}=\pm \mu _{{B}}B

(Y)

x

E_{{0}}

E_{{0}}\pm \mu _{{B}}B

H=H_{0}+H_{1}=H_{0}+\sum _{\alpha }\xi ({\vec {r_{\alpha }}}){\vec {L}}\cdot {\vec {S}}-\sum _{\alpha }{\vec {\mu _{{\alpha }}}}\cdot {\vec {B}}

H=H_{0}+\xi (r){\vec {L}}\cdot {\vec {S}}+\mu _{B}(g_{L}L_{z}+g_{s}S_{z})B_{z}\approx H_{{at}}+{\frac {\mu _{B}}{\hbar }}(J_{z}+S_{z})B_{z}

dG=-SdT+VdP+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,;

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

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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Matriz categorial de Graceli.

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sábado, 26 de janeiro de 2019

\Delta \mathrm {E} =hf=hc/\lambda

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

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Níveis de Energia.

Em mecânica quântica, nível de energia ou nível energético é um estado quântico (de um elétron, átomoou molécula, por exemplo) cuja energia está bem definida ao longo do tempo. Desse modo, os níveis energéticos são as funções próprias do operador hamiltoniano, e suas energias respectivas são seus valores.^[1]

As diferentes espectroscopias estudam as transições entre os diferentes níveis de energia. A espectroscopia infravermelha, por exemplo, estuda transições entre os níveis energéticos da vibração molecular, a espectroscopia ultravioleta e visível estuda as transições eletrônicas e a espectroscopia Mössbauer se ocupa das transições nucleares.^[2]

Na química e na física atômica, uma camada eletrônica, ou um nível de energia principal, pode ser pensado como uma órbita de elétrons girando ao redor do núcleo do átomo. A camada mais próxima do núcleo é chamada de "camada 1" (também chamada de "camada K"), seguida da" camada 2" (ou "camada L"), depois a "camada 3" (ou "camada M"), e assim por diante, conforme se afasta do núcleo. As camadas correspondem aos números quânticos principais (n = 1,2,3,4...) ou são nomeadas na ordem alfabética com letras usadas na rotação de raio-x (K, L, M,...).

Se a energia potencial é considerada zero a uma distância infinita do núcleo do átomo ou da molécula, convenção usual, então os respectivos estados eletrônicos possuem energia potencial negativa.

Se um átomo, íon ou molécula está no menor estado possível de energia, ele e seus elétrons são ditos no estado fundamental. Se ele está em um nível mais alto de energia, é dito excitado, ou quaisquer elétrons que possuem energia maior do que o estado fundamental estão excitados. Se mais de um estado mecânico quântico está com a mesma energia, os níveis de energia estão "degenerados". Eles são então chamados de níveis de energia degenerados.^[3

Explicação

Estados quantizados de energia resultam de uma relação entre a energia de uma partícula e o seu comprimento de onda. Para uma partícula confinada, como um elétron em um átomo, a função de onda tem a forma de ondas estacionárias. Apenas estados estacionários com energia correspondente a um número inteiro de comprimentos de onda podem existir; para outros estados as ondas interferem destrutivamente, resultando em probabilidade de densidade igual a zero. Exemplos elementares que mostram matematicamente como níveis de energia acontecem são a partícula em uma caixa e o oscilador harmônico quântico. O elétron é uma partícula subatômica fundamental que carrega uma carga elétrica negativa.^[3]

História[editar | editar código-fonte]

A primeira evidência da quantização em átomos foi a observação de linhas espectrais na luz vinda do sol em cerca de 1800 por Joseph von Fraunhofer e William Hyde Wollaston. A noção de níveis de energia foi proposta em 1913 pelo físico dinamarquês Niels Bohr na Teoria de Bohr para o átomo. A teoria da mecânica quântica moderna, dando a explicação desses níveis de energia em termos da equação de Schrödinger, foi desenvolvida por Erwin Schrödinger e Werner Heisenberg em 1926.^[3]

Transição de Níveis de Energia[editar | editar código-fonte]

Ocorre emissão de fóton quando o elétron vai de um nível mais energético para um menos energético

Ocorre absorção de fóton quando o elétron vai de um nível menos energético para um mais energético

Elétrons em átomos e moléculas podem trocar (fazer transição) de níveis de energia ao emitirem ou absorverem um fóton, ou radiação eletromagnética, tal energia deve ser exatamente igual à diferença energética entre os dois níveis. Elétrons podem também ser completamente removidos de uma espécie química, como um átomo, molécula, ou íon. A remoção completa de um elétron de um átomo pode ser uma forma de ionização, que é efetivamente mover o elétron para um orbital com um número quântico principal infinito, tão longe de forma a praticamente não ter efeito algum sobre o átomo remanescente (íon). Para vários tipos de átomos, existem a 1ª, 2ª, 3ª energia de ionização e assim por diante, que podem ser fornecidas ao átomo em estado fundamental para remover elétrons do menor ao maior nível de energia. Energia em quantidades opostas também pode ser liberada, muitas vezes em forma de energia fotoelétrica, quando elétrons entram em contato com ións positivamente carregados (ou átomos). Moléculas também podem passar por transições em seus níveis de energia vibracionais e rotacionais. A transição de nível de energia também pode ser não-radioativa, significando que não ocorre a emissão ou absorção de um fóton.

Se um átomo, íon ou molécula está no menor nível de energia possível, ele e seus elétrons são ditos em estado fundamental. Se estão no maior nível de energia, são ditos excitados, ou qualquer elétron possui uma energia maior que o estado fundamental está excitado. Tal espécie pode ser excitada a um nível de energia maior ao absorver um fóton cuja energia é igual a diferença de energia entre dois níveis. Por outro lado, uma espécie pode ir para um nível de energia inferior ao emitir espontaneamente um fóton com energia igual a diferença energética. A energia de um fóton é igual a constante de Plank (h) vezes a sua frequência (f) e, portanto, é proporcional a sua frequência, ou inversamente proporcional ao seu comprimento de onda (λ).

\Delta \mathrm {E} =hf=hc/\lambda

onde c, velocidade da luz, é igual a

f\lambda

.^[3]

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

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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Estadologia Graceli – 4. E princípio entrópico tempo / instabilidade.

Estados de Graceli de matéria, energias, momentuns, inércias, e entropias.

Estados térmico.
Estado quântico.
De dilatação.
De entropia.
De potencia de entropia e relação com dilatação.
De magnetismo [correntes, momentum e condutividades]..
De eletricidade [correntes, momentum e condutividades].
De condutividade.
De mometum e fluxos variados.
De potencial inercial da matéria e energia.
De transformação.
De comportamento de cargas e interações com elétrons.
De emaranhamentos e transemaranhamentos.
De paridades e transparidades.
De radiação.
Radioatividade.
De radioisótopos.
De relação entre radioatividade, radiação, eletromagnetismo e termoentropia.
De capacidade e potencialidade de resistir a pressão, a capacidade de resistir a pressão e transformar em entropia e momentum.

De resistir à temperaturas.
E transformar em dilatação, interações entre partículas, energias e campos.
Estado dos padrões de variações e efeitos variacionais.
Estado de incerteza dos fenômenos e entre as suas interações.

E outros estados de matéria, energia, momentum, tipos de inércia [como de inércia potencial de energias magnética, elétrica, forte e fraca, dinâmica, geométrica [côncava, convexa e plana] em sistema.

E que todos estes tipos de estados tendem a ter ações de uns sobre os outros, formando um aglomerado de fenômenos de efeitos na produção de novas causas. E de efeitos variacionais de uns sobre os outros, ou seja, um sistema integrado.

Sobre padrões de entropia.

Mesmo havendo uma desordem, esta desordem segue alguns parâmetros futuros e que dependem de condições dos estados de Graceli, ou seja, a desordem segue alguns padrões e ordens conforme avança e passa por fases e agentes fenomênicos, estruturais e geométricos.

Porem, a reversibilidade se torna impossível, aumenta a instabilidade e as incertezas de posição, intensidade, variações, efeitos e outros fenômenos conforme as próprias intensidades de dilatações, e agentes e estados envolvidos.

Levando em consideração que mesmo havendo ordem não é possível a reversibilidade do estado e condições em que se encontravam a energia, matéria, momentum, inércias, dimensões, e outros agentes.

A temperatura pode voltar ao seu lugar e ao seu ponto inicial, mas não as estruturas das partículas, as intensidades infinitésimas de padrões de energias, e nem o grau de oscilações que a energias, as interações, as transformações que passam estas partículas e suas energias, estruturas e interações, e as interações e intensidades de grau de variação de cada agente.

Porem, a desordem é temporal, ou seja, com o passar do tempo outras ordens e padrões se afirmarão.

Sendo que também a entropia varia conforme intensidade de instabilidade por tempo. E tempo por intensidade de instabilidade.

Assim, segue efeitos variacionais e de incertezas por instabilidade de energia adicionada, e de tempo.

Ou seja, uma grande instabilidade e desordem em pouco tempo vai levar a uma grande e instável por mais tempo uma entropia.

Do que um grande tempo com pequena intensidade de instabilidade e energia adicionada num sistema ou numa variação térmica.

Ou mesmo numa variação eletromagnética, ou mesmo na condutividade.

Princípio tempo instabilidade de Graceli.

Assim, a desordem acaba por encontrar uma ordem se não acontecer nenhuma instabilidade novamente. Pois, as partículas e energias tendem a se reorganizar novamente conforme o passar do tempo, e esta reorganização segue um efeito progressivo em relação à desordem e tempo. Como os vistos acima.

Ou seja, aquela organização anterior não vai mais acontecer, pois, segue o princípio da irreversibilidade, mas outras organizações se formarão conforme avança o tempo de estabilidade.

sexta-feira, 25 de janeiro de 2019

\Delta \mathrm {E} =hf=hc/\lambda

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

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Níveis de Energia.

Explicação

História[editar | editar código-fonte]

Transição de Níveis de Energia[editar | editar código-fonte]

Ocorre emissão de fóton quando o elétron vai de um nível mais energético para um menos energético

Ocorre absorção de fóton quando o elétron vai de um nível menos energético para um mais energético

\Delta \mathrm {E} =hf=hc/\lambda

onde c, velocidade da luz, é igual a

f\lambda

.^[3]

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

= entropia reversível

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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quinta-feira, 17 de janeiro de 2019

Z=\sum _{q}{\mathrm {e} ^{-{\frac {E(q)}{k_{B}T}}}}

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

= entropia reversível
x
decadimensional
x

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P(q)={\frac {\mathrm {e} ^{-{\frac {E(q)}{k_{B}T}}}}{Z}}

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

= entropia reversível
x
decadimensional
x

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A mecânica estatística fornece um quadro que relaciona as propriedades microscópicas de átomos e moléculas com as propriedades macroscópicas ou extensivas de materiais que podem ser observados na vida cotidiana. Portanto, ela explica a termodinâmica como um resultado natural da estatística, mecânica clássica e mecânica quântica ao nível microscópico. Por causa desta história, a física estatística é muitas vezes considerada como sinônimo de mecânica estatística ou termodinâmica estatística.

Uma das equações mais importantes da mecânica estatística (análogo à F = ma em mecânica, ou a equação de Schrödinger na mecânica quântica) é a definição da função de partição Z, que é essencialmente uma soma ponderada de todos os possíveis estados q disponíveis para um sistema .

Z=\sum _{q}{\mathrm {e} ^{-{\frac {E(q)}{k_{B}T}}}}

onde

k_{B}

é a constante de Boltzmann, T é a temperatura e E(q) é a energia do estado q. Além disso, a probabilidade de um determinado estado q ocorrer é dada por

P(q)={\frac {\mathrm {e} ^{-{\frac {E(q)}{k_{B}T}}}}{Z}}

Aqui, vemos que os estados de energia muito alta têm pouca probabilidade de ocorrência, um resultado que é consistente com a intuição.

A abordagem estatística pode funcionar bem em sistemas clássicos quando o número de graus de liberdade (e assim o número de variáveis) é tão grande que a solução exata não é possível, ou não é realmente útil. A mecânica estatística também pode descrever o trabalho na dinâmica não-linear, teoria do caos, física térmica, dinâmica dos fluidos(particularmente nos números de Knudsen elevados) e física de plasmas.

Embora alguns problemas em física estatística possam ser resolvidos analiticamente por meio de aproximações e expansões, as pesquisas mais atuais utilizam o poder de processamento de computadores modernos para simular ou aproximar soluções. Uma abordagem comum para problemas estatísticos é usar uma simulação de Monte Carlo para produzir uma ideia da dinâmica de um sistema complexo.

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

= entropia reversível

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1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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sexta-feira, 18 de janeiro de 2019

{\hat {H}}\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle =i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle

x

dU=TdS-PdV+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,.

E = h \nu = \hbar \omega

Equação dependente do tempo[editar | editar código-fonte]

Usando a notação de Dirac, o vetor de estados é dado, em um instante

t

por

\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle

. A equação de Schrödinger dependente do tempo, então, escreve-se:^[5]

Equação de Schrödinger Dependente do Tempo (geral)

{\hat {H}}\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle =i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle

Em que

i

é a unidade imaginária,

\hbar

é a constante de Planck dividida por

2\pi

, e o Hamiltoniano

{\hat {H}}

é um operador auto-adjunto atuando no vetor de estados. O Hamiltoniano representa a energia total do sistema. Assim como a força na segunda Lei de Newton, ele não é definido pela equação e deve ser determinado pelas propriedades físicas do sistema.

dU=TdS-PdV+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,.

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

= entropia reversível

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1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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sexta-feira, 18 de janeiro de 2019

{\hat {H}}\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle =i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle

x

dU=TdS-PdV+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,.

E = h \nu = \hbar \omega

Equação dependente do tempo[editar | editar código-fonte]

Usando a notação de Dirac, o vetor de estados é dado, em um instante

t

por

\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle

. A equação de Schrödinger dependente do tempo, então, escreve-se:^[5]

Equação de Schrödinger Dependente do Tempo (geral)

{\hat {H}}\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle =i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle

Em que

i

é a unidade imaginária,

\hbar

é a constante de Planck dividida por

2\pi

, e o Hamiltoniano

{\hat {H}}

dU=TdS-PdV+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,.

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

= entropia reversível

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1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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sexta-feira, 18 de janeiro de 2019

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

x

dU=TdS-PdV+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,.

E = h \nu = \hbar \omega

N_{{p}}=-\lambda _{{p}}N_{{p}}=0

x

dU=TdS-PdV+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,.

E = h \nu = \hbar \omega

{\frac {-dN(t)}{dt}}=\lambda N

x

dU=TdS-PdV+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,.

E = h \nu = \hbar \omega

-{\frac {\Delta N}{N}}

no número de núcleos por unidade de tempo, isto é, a quantidade

-{\Bigg (}{\frac {\Delta N}{N}}{\Bigg )}

\Delta t

dá a probabilidade de decaimento por unidade de tempo por núcleo.

x

dU=TdS-PdV+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,.

E = h \nu = \hbar \omega

dU=TdS-PdV+\sum _{j}\mu _{j}dN_{j}\,.

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

= entropia reversível

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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quarta-feira, 30 de janeiro de 2019

\phi _{{(\kappa ,L,A,\Delta T)}}=-\kappa {\frac {A\Delta T}{L}}

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

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{\bar I}={\frac {\phi }{A}}={\frac {\Delta Q}{A\Delta t}}

E = h \nu = \hbar \omega

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

= entropia reversível

decadimensional

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I_{{(\kappa ;{\frac {dT}{dx}};y;z)}}=-\kappa _{{(y,z)}}{\frac {dT}{dx}}

com

I_{{(\kappa ;{\frac {dT}{dx}};y;z)}}={\frac {d\phi }{dA}}|_{{y,z}}={\frac {dQ}{dAdt}}|_{{y,z}}

E = h \nu = \hbar \omega

{\bar I}={\frac {1}{A}}\int _{A}I_{{(y,z)}}dA

E = h \nu = \hbar \omega

{\frac {\partial u}{\partial t}}=\mu \nabla ^{2}u_{{({\vec r},t)}}+f_{{({\vec r},t)}}

E = h \nu = \hbar \omega

Q=m\cdot \ c\cdot \Delta T

E = h \nu = \hbar \omega

c={\frac {C}{m}}

E = h \nu = \hbar \omega

Q_{{c_{S}}}=\Delta t\cdot Pot_{T}

E = h \nu = \hbar \omega

Q=L\cdot m

E = h \nu = \hbar \omega

Aparte os gases ideais - uma idealização extremamente útil como primeiro passo no estudo e compreensão dos sistemas físicos termodinâmicos - verifica-se que a estrutura da matéria conforme atualmente concebida implica relações ora mais ora menos vigorosas entre as partículas fundamentais que a integram. Particularmente importante no estado sólido, e gradualmente menos significativa nos líquidos e nos gases reais, em escala atômica as relações entre as partículas em questão - os átomos - são sobretudo as determinadas por interações de natureza elétrica. Quer ionizados quer não, em sólidos os átomos assumem posições relativas tais que, caso esses tentem se afastar demasiadamente, os efeitos elétricos oriundos da interação das nuvens eletrônicas entre si e com os respectivos núcleos atômicos estabelecem forças que novamente os aproximam. Contudo a aproximação em demasia também implica forças de natureza elétrica, agora repulsivas. O balanço entre as duas situações estabelece configurações espaciais de equilíbrio, sendo responsável, entre outros, pelas estruturas das ligações covalentes bem como da amostra como um todo em compostos moleculares; pelas disposições dos íons bem como pelo parâmetros de rede em estruturas iônicas cristalinas; e pelas características dos materiais com ligações metálicas.

O comportamento de tais interações é descrito via considerações acerca das energias potenciais elétricas - no contexto nomeada energia química - envolvidas. Embora as energias potenciais sejam usualmente dependente das separações atômicas de maneira não muito trivial, os cálculos demonstram que, para pequenos deslocamentos em torno das posições de equilíbrio, tal dependência pode ser muito bem descrita via uma aproximação quadrática. Tal potencial energético implica diretamente, como resposta às equações dinâmicas, movimentos harmônicos em torno dos pontos de equilíbrio para as partículas em questão; em tudo similares aos movimentos descritos por objetos maciços quando atrelados a molas e sujeitos à lei de Hooke. A aproximação torna-se gradualmente menos precisa para os líquidos e talvez inadequada os gases reais em virtude do gradual aumento nas amplitudes de movimento das partículas em torno dos assumidos existentes pontos de equilíbrio, contudo para sólidos e líquidos o princípio permanece essencialmente válido. Sendo característico do comportamento elástico, a aproximação de potencial parabólico em torno dos pontos de equilíbrio permite por comparação modelar a matéria como um conjunto de partículas puntuais inter-acopladas por molas; e em tal modelo é fácil compreender-se a natureza da transmissão de energia térmica por condução.

A condução é feita devido às moléculas de maior energia cinética, oscilando com maiores amplitudes em torno dos pontos de equilíbrio, transmitirem energia através dos acoplamentos elásticos para as partículas vizinhas menos energéticas. Lembrando-se do conceito de temperatura como grandeza proporcional à energia cinética média das partícula do sistema, percebe-se claramente a diferença de temperaturas como sendo o fator causal do calor por condução.

A condução é, conforme esperado, geralmente muito significativa em sólidos e líquidos, mas certamente também ocorre, contudo de forma menos importante, em gases. Considerado que os gases reais não são a rigor gases ideias, sabe-se que há interação entre as partículas que o compõem, de forma que o modelo anterior não mostra-se de todo errado. Contudo, mesmos no caso dos gases ideais - onde não verifica-se, por definição, qualquer acoplamento entre as partículas que o definem - pode-se ainda conceber a existência de condução térmica, visto que essas partículas ainda interagem, contudo apenas com as paredes do recipiente que as encerram. Se duas paredes em extremidades opostas do recipiente contendo um gás ideal forem mantidas à temperaturas diferentes, verificar-se-á fluxo de calor por condução entre as mesmas visto que as partículas gasosas, embora possam mover-se livremente no interior do recipiente, encontrando-se contudo por esse confinadas, e por tal colidindo ora com uma, ora com a outra parede do recipiente.

Quantitativamente, a taxa ou fluxo de calor

\phi

- também nomeada corrente térmica (corrente de calor^{[Ref. 4]}) é usualmente medido em joules por segundo (watts), ou de forma alternativa em calorias por segundo - que ocorre em uma barra cilíndrica ou prismática cujas extremidades estejam conectadas a reservatórios térmicos a diferentes temperaturas, e cuja extensão longitudinal encontre-se envolta por isolante térmico, quando em regime estacionário, é função das dimensões da barra, do material do qual é feita, e da diferença de temperaturas entre as fontes quente e fria às quais essa encontra-se conectada. Empiricamente determina-se, o que ficou conhecido como Lei do resfriamento de Newton^{[Ref. 5]}, que:

\phi _{{(\kappa ,L,A,\Delta T)}}=-\kappa {\frac {A\Delta T}{L}}

com

\phi ={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}

Barra material intercalada entre dois reservatórios térmicos a diferentes temperaturas. Há calor Q entre através da barra a uma taxa

\phi ={\frac {dQ}{dt}}

que depende do comprimento x = L bem como da seção reta A da barra; do material do qual a barra é feita; e também da diferença de temperaturas dos reservatórios. A barra e os reservatórios encontram-se envoltos por fronteira adiabática(não representada).

Nas expressões acima têm-se:

$A:$ área da seção reta perpendicular ao fluxo de calor;
$\Delta t:$ intervalo de tempo considerado;
$\Delta T:$ diferença de temperaturas entre os extremos da barra;
$\Delta Q:$ quantidade de calor que flui através da seção no intervalo $\Delta t$ considerado;
$L:$ comprimento da barra (X na figura);
$\kappa :$ condutividade térmica, constante que caracteriza o material do qual a barra é feito.

Apresenta-se também uma tabela com as condutividades térmicas para alguns materiais de uso frequente.

Condutividade térmica $\kappa$ à temperatura ambiente igual a^{[Ref. 2]}
Substância	$({\frac {W}{mK}})$	$({\frac {({\frac {Kcal}{s}})}{(m^{o}C)}})$	Substância	$({\frac {W}{mK}})$	$({\frac {({\frac {Kcal}{s}})}{(m^{o}C)}})$
Prata	406	0,097	Hidrogênio	0,14	33 x 10 ^-6
Cobre	385	0,092	Gelo a 0^oC	2,2	0,53 x 10 ^-3
ouro	317	0,076	Amianto	0,09	22 x 10 ^-6
alumínio	205	0,049	Vidro	[0,6 - 0,8]	[0,14 - 0,19] x 10 ^-3
chumbo	34,7	8,3 x 10 ^-3	Concreto	0,8	0,19 x 10 ^-3
Titânio	21,9	5,2 x 10 ^-3	Baquelite	1,4	0,33 x 10 ^-3
Ferro	80,2	0,019	Madeira	[0,04 - 0,26]	[9,6 - 62]x 10 ^-6
Aço carbono	50	0,012	Cortiça	0,04	9,6 x 10 ^-6
Aço inox	14	3,3 x 10 ^-3	Aerogel	0,003	0,7 x 10 ^-6
ar	0,024	5,7 x 10 ^-6	Mylar	0,0001	0,02 x 10 ^-6

Cabo coaxial: composto por cilindro e tubos concêntricos, de materiais diferentes. Um exemplo ilustrativo de objeto com ausência de isotropia em sua seção reta, contudo dotado de simetria axial.

Os princípios físicos envolvidos no problema acima constituem o ponto de partida para a solução de qualquer problema relativo ao calor por condução. Como mero exemplo de seu uso, considerando-se ainda a situação em regime estacionário, o fundamento matemático atrelado pode ser estendido a cilindros ou prismas não isotrópicos ao longo das seções retas, para tal bastando transpor-se a área A para o outro lado da equação a fim de definir-se uma nova grandeza, denominada densidade de corrente térmica

{\bar I},

tal que:

{\bar I}={\frac {\phi }{A}}={\frac {\Delta Q}{A\Delta t}}

Tal definição, em termos diferenciais, implica:

I_{{(\kappa ;{\frac {dT}{dx}};y;z)}}=-\kappa _{{(y,z)}}{\frac {dT}{dx}}

com

I_{{(\kappa ;{\frac {dT}{dx}};y;z)}}={\frac {d\phi }{dA}}|_{{y,z}}={\frac {dQ}{dAdt}}|_{{y,z}}

Na expressão acima,

I

representa a densidade de corrente de calor em um diferencial de área dA situado em um ponto específico (x,y,z) do volume, ponto esse caracterizado por uma condutividade térmica

\kappa _{{(y,z)}}

constante ao longo do eixo x (o eixo axial). Os termos dQ, dA, dT bem como dt são os respectivos diferenciais atrelados às grandezas anteriormente definidas, determinados em cada ponto do volume em consideração.

A diferença entre

{\bar I}

I

reside basicamente no fato de que

{\bar I}

representa, no caso geral, o valor médio de

I

sobre a seção reta total A do prisma ou cilindro especificado:

{\bar I}={\frac {1}{A}}\int _{A}I_{{(y,z)}}dA

No caso da barra isotrópica antes considerado, sendo o material essencialmente o mesmo em todos os pontos,

{\bar I}

iguala-se a

I

em qualquer ponto.

A integração é fácil quando tem-se (dT/dX) = (dT/dL) constante e por tal facilmente conhecido - o que ocorre quando há simetria longitudinal de fluxo de calor, conforme considerado - contudo pode implicar problemas bem mais sofisticados - exigindo considerações vetoriais e a aplicação de conceitos como solução por séries de Fourier bem como técnicas específicas, a exemplo as aplicadas nos problemas com condições de contorno não adiabáticas de Neumann ou Dirichilet - nos casos onde não há tal simetria e a próprio gradiente de temperatura (dT/dX no caso considerado) é também uma grandeza a ser determinada, como função não apenas de cada ponto do objeto em consideração mas também como função do tempo. Buscam-se nesses casos as determinações não apenas dos estados estacionários condizentes com as condições de contorno fornecidas como também a evolução do sistema no tempo; incluso o comportamento transitório, a partir do estado inicial também fornecido. Tais problemas são usualmente complicados o suficiente para demandarem artigo específico e, por vezes, seções inteiras de livros sobre equações diferenciais ^{[Ref. 5]}. As presenças de fontes térmicas também devem ser consideradas, e estas geralmente complicam ainda mais os problemas; que matematicamente consistem em se buscar as soluções adequadas para a equação diferencial parcial conhecida como Equação da Condução de Calor:

{\frac {\partial u}{\partial t}}=\mu \nabla ^{2}u_{{({\vec r},t)}}+f_{{({\vec r},t)}}

Na equação acima,

u_{{({\vec r},t)}}=u_{{(x,y,z,t)}}

corresponde ao campo de temperaturas como função do tempo e das coordenadas espaciais procurado; e

f({\vec r},t)

informa acerca das fontes térmicas presentes no sistema sob análise; o "nabla quadrado" (

\nabla ^{2}

) representa o operador Laplaciano - em essência derivadas parciais de segunda ordem em relação a cada uma das coordenadas espaciais; e

\eta

é o coeficiente de difusão térmica, constante intimamente relacionada à condutividade térmica k.

A equação de condução do calor é matematicamente obtida a partir dos princípios físicos básicos encerados na Lei do resfriamento de Newton^{[Ref. 5]}.

O estudo do calor por condução mostra-se relevante em eletrônica em virtude da integração dos circuitos eletrônicos. Os dissipadores de energia térmica, popularmente conhecidos como dissipadores de calor, funcionam essencialmente via calor por condução. A condução térmica tem grande aplicação também no estudo e projeto das máquinas térmicas, a exemplo nos projetos dos motores a combustão interna, bem como nos projetos de dispositivos refrigeradores, como geladeiras e ares-condicionados.

Convecção[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Convecção

A convecção já não é a nível molecular como era o caso da condução. Esta já pode ser de duas formas, por convecção natural em que é devido à diferença de densidade do fluido devido ao aquecimento do fluido ou por convecção forçada em que existe um mecanismo externo ao sistema a forçar o movimento do fluido. Este mecanismo é segundo a Lei de Newton. q=h(T_s-T_∞) Em que: qx é a taxa de transferência de calor por unidade de área perpendicular à superfície em [W/m2]. h é o coeficiente de transferência de calor que depende das condições e natureza do escoamento, da geometria da superfície e das propriedades do fluido em [W/m2*K].

Radiação[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Radiação eletromagnética

Qualquer corpo ou superfície a uma temperatura superior ao zero absoluto emite radiação electromagnética por alteração na configuração electrónica de átomos e moléculas. A radiação térmica está restrita aos comprimentos de onda entre 0.1 e 100 μm do espectro electromagnético. A propagação de ondas electromagnéticas (ou fotões) ocorre através de corpos ou fluidos não opacos, ou no vácuo, não precisando, portanto, da existência de matéria. A lei básica é a lei de Stefan-Boltzmann. Como se pode concluir, o transporte de energia associado a este mecanismo é qualitativamente diferente dos mecanismos referidos acima (condução e convecção). Contudo, uma vez que todas as superfícies emitem radiação térmica, e esta será tanto maior quanto mais elevada for a temperatura, se um corpo emitir mais energia do que aquela que recebe proveniente das superfícies envolventes, a temperatura desse corpo diminuirá.

Tipos de calor[editar | editar código-fonte]

Calor sensível: provoca apenas a variação da temperatura do corpo. A quantidade de calor sensível (Q) que um corpo de massa (m) recebe é diretamente proporcional à sua variação de temperatura ( $\Delta T$ ). Logo, é possível calcular a quantidade de calor sensível usando a seguinte fórmula:

Q=m\cdot \ c\cdot \Delta T

Calor latente: provoca algum tipo de alteração na estrutura física do corpo. É a quantidade de calor que a substância troca por grama de massa durante a mudança de estado físico. É representado pela letra L. É medido em caloria por grama (cal/g).

Para calcular o calor latente é necessário utilizar a seguinte expressão:

Q=m\cdot L

Onde Q é a quantidade de calor recebida ou cedida pelo corpo, m é a massa do corpo e L é o calor latente ou calor de transformação mássico (é a energia necessária fornecer á massa de 1 kg de substância para que mude de estado).

Calor específico (c)[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: calor específico

Ao contrário da capacidade térmica, o calor específico não é característica do corpo, mas sim característica da substância. Corresponde à quantidade de calor recebida ou cedida por 1 g da substância que leva a uma variação de 14,5°C para 15,5°C na temperatura do corpo em questão. É dado pela relação da capacidade térmica do corpo pela sua massa. É representado pela letra c (minúscula) e é medido em cal/g.°C ou cal/g.K:

c={\frac {C}{m}}

Onde c é o calor específico, C é a capacidade térmica e m é a massa.

Quantidade de Calor $\Delta Q$ [editar | editar código-fonte]

Grandeza física que determina a variação na quantidade de energia térmica em um corpo, ou seja, determina a energia térmica que transitou para outro corpo ou que mudou de natureza. A unidade do SI para quantidade de calor é o J (Joule), mas é comum usar cal (Caloria) ou Cal (Caloria lateral).

Fórmulas[editar | editar código-fonte]

A quantidade de calor pode ser representada por

\Delta E_{T},

representando uma variação de energia térmica no corpo (perceba que a energia não se perde, apenas transita ou muda de natureza).

Quantidade de calor sensível[editar | editar código-fonte]

Essas são as fórmulas para se calcular a quantidade de calor que não causa mudança de estado físico, apenas de temperatura.

A quantidade de calor sensível (

Q_{{c_{S}}}

) pode ser calculada a partir da potência de uma fonte térmica (

Pot_{T}

) e do tempo de fornecimento de energia a partir dessa fonte térmica (

\Delta t

Q_{{c_{S}}}=\Delta t\cdot Pot_{T}

Também é possível calcular a quantidade de calor a partir da massa da substância que sofre variação térmica (

m

), do calor específico dela (

c

) e da variação térmica que o corpo sofre (

\Delta T

Q_{{c_{S}}}=m\cdot c\cdot \Delta T

Quantidade de calor latente[editar | editar código-fonte]

É a quantidade de calor que causa mudança de estado físico, mas não de temperatura.

A quantidade de calor latente (

Q_{{c_{L}}}

) pode ser calculada pelo calor latente (

L

) e pela massa da substância.

Q=L\cdot m

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

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Matriz categorial de Graceli.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl