⚛️ Física - Calor, Fluidos e Oscilações

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Visão Geral da Disciplina

Disciplina estruturante do núcleo de 02 Físicas e Ciências Básicas. Consolida os fenômenos físicos contínuos que permeiam a engenharia térmica, a infraestrutura hidráulica e os sistemas de telecomunicações. Abrange termometria, dilatação térmica de condutores e calorimetria, termodinâmica aplicada a ciclos de potência e refrigeração, estática e hidrodinâmica dos fluidos incompressíveis (Stevin, Pascal, Arquimedes e Bernoulli), movimento oscilatório mecânico (MHS, amortecimento e ressonância), culminando em óptica geométrica e física com ênfase na propagação guiada por reflexão interna total em cabos ópticos para-raios (OPGW).


📌 Sumário do MOC

  1. 📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência
  2. 🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina
  3. 📚 Bibliografia Clássica Recomendada
  4. 🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados

📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência

  • Termologia e dilatação térmica (Termometria, Dilatação Térmica e Calorimetria)
  • Introdução à termodinâmica – calor (1ª e 2ª Leis da Termodinâmica, Gases Ideais e Ciclos Térmicos)
  • Introdução à Mecânica dos Fluidos (Estática e Dinâmica dos Fluidos, Stevin, Pascal e Bernoulli)
  • Introdução à Mecânica Ondulatória (Movimento Harmônico Simples, Ondas Mecânicas e Ressonância)
  • Óptica e comportamento da luz (Óptica Geométrica, Reflexão Total e Fibras Ópticas OPGW)
  • peso-especifico-materiais (Tabela de Propriedades e Pesos Específicos dos Materiais)

🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina

Módulo 1: Termologia, Dilatação Térmica e Calorimetria (Apostila 01)

  • ✅ Aula 01: 01 - Termometria, Calorimetria e Dilatação Térmica em Sólidos e Líquidos
    • Conteúdo: Escalas termométricas e calibração de sensores PT100/termopares, dilatação térmica linear, superficial e volumétrica em condutores de alumínio e cobre, capacidade térmica e calor específico, calor latente de mudança de fase e balanço térmico em sistemas de arrefecimento de transformadores de potência.

Módulo 2: Leis da Termodinâmica e Ciclos Térmicos (Apostila 02)

  • ✅ Aula 02: 02 - Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica, Gases Ideais e Ciclos Térmicos
    • Conteúdo: Equação de estado dos gases ideais (), trabalho termodinâmico em transformações isotérmicas, isobáricas, isocóricas e adiabáticas, 1ª Lei da Termodinâmica (), 2ª Lei da Termodinâmica e entropia, ciclo teórico de Carnot e rendimento máximo térmico em usinas termelétricas e ciclos combinados a gás.

Módulo 3: Estática e Dinâmica dos Fluidos (Apostila 03)

  • ✅ Aula 03: 03 - Estática e Dinâmica dos Fluidos: Stevin, Pascal, Arquimedes e Bernoulli
    • Conteúdo: Pressão hidrostática e gradiente vertical de Stevin, transmissão integral de pressão de Pascal, empuxo de Arquimedes e flutuabilidade, vazão volumétrica e Equação da Continuidade (), Equação de Bernoulli e conservação de energia em linhas de corrente, perda de carga e dimensionamento de condutos forçados de usinas hidrelétricas.

Módulo 4: Movimento Harmônico Simples, Oscilações e Ondas Mecânicas (Apostila 04)

  • ✅ Aula 04: 04 - Movimento Harmônico Simples (MHS), Ondas Mecânicas e Acústica
    • Conteúdo: Equação diferencial do oscilador harmônico simples (), frequência natural e período, analogia mecânico-elétrica com circuitos , oscilações amortecidas e forçadas, fenômeno de ressonância mecânica em torres de transmissão e cabos sob vento (vibração eólica e amortecedores Stockbridge), ondas transversais e longitudinais e velocidade de propagação.

Módulo 5: Óptica Geométrica, Reflexão Total e Fibras Ópticas (Apostila 05)

  • ✅ Aula 05: 05 - Óptica Geométrica, Reflexão Total e Fibras Ópticas OPGW
    • Conteúdo: Natureza dual da luz, Leis de Snell-Descartes da refração (), ângulo crítico e fenômeno da reflexão interna total, propagação guiada em fibras ópticas monomodo e multimodo, abertura numérica (), dispersão cromática e atenuação, e aplicação crítica em cabos para-raios com fibra óptica (OPGW) para teleproteção e supervisão SCADA em sistemas de potência.

📚 Bibliografia Clássica Recomendada

  • HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (Vol. 2). 10. ed. LTC, 2016.
  • FOX, Robert W.; MCDONALD, Alan T.; PRITCHARD, Philip J. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 8. ed. LTC, 2014.
  • HECHT, Eugene. Optics. 5th ed. Pearson, 2017.

🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados

Imagem / DiagramaResolução & ViewBoxAula de AplicaçãoConceitos Técnicos Ilustrados
calor_aula01_termometria_dilatacao_calorimetria.svg1240 × 740Aula 01Escalas termométricas, dilatação linear/volumétrica, calorimetria e curva de aquecimento com calor latente.
calor_aula02_termodinamica_ciclos_carnot_gases.svg1240 × 740Aula 021ª e 2ª Leis da Termodinâmica, transformações de gases ideais, ciclo de Carnot e usinas térmicas.
calor_aula03_fluidos_estatica_dinamica_bernoulli.svg1240 × 740Aula 03Estática dos fluidos (Stevin, Pascal, empuxo) e hidrodinâmica (continuidade e Bernoulli em condutos).
calor_aula04_mhs_oscilacoes_ondas_ressonancia.svg1240 × 740Aula 04MHS, oscilador massa-mola e pêndulo, oscilações amortecidas, curvas de ressonância e ondas transversais.
calor_aula05_optica_geometrica_snell_fibras_opgw.svg1240 × 740Aula 05Leis da reflexão e Snell-Descartes, reflexão total interna, abertura numérica e fibra óptica OPGW.