{"id":48677,"date":"2019-11-11T18:51:28","date_gmt":"2019-11-11T17:51:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-volume-fisica-definicao\/"},"modified":"2020-01-29T19:50:32","modified_gmt":"2020-01-29T18:50:32","slug":"o-que-e-volume-fisica-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-volume-fisica-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 volume – F\u00edsica – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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O que \u00e9 Volume – F\u00edsica.\u00a0Volume \u00e9 uma quantidade f\u00edsica b\u00e1sica.\u00a0Volume \u00e9 uma quantidade derivada e expressa a extens\u00e3o tridimensional de um objeto.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n
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O que \u00e9 volume<\/h2>\n

\"o<\/a>Volume<\/strong>\u00a0\u00e9 uma\u00a0quantidade f\u00edsica<\/strong>\u00a0b\u00e1sica\u00a0.\u00a0O volume<\/strong>\u00a0\u00e9 uma quantidade derivada e expressa a\u00a0extens\u00e3o tridimensional<\/strong>\u00a0de um\u00a0objeto<\/strong>\u00a0.\u00a0O volume \u00e9 frequentemente quantificado numericamente usando a unidade derivada do SI, o\u00a0metro c\u00fabico<\/strong>\u00a0.\u00a0Por exemplo, o volume dentro de uma\u00a0esfera<\/strong>\u00a0(que \u00e9 o volume de uma bola) \u00e9 derivado como\u00a0V = 4 \/ 3\u03c0r\u00a03<\/sup><\/strong>\u00a0, em que r \u00e9 o raio da esfera.\u00a0Como outro exemplo, o volume de um cubo \u00e9 igual a lado vezes lado vezes lado.\u00a0Como cada lado de um quadrado \u00e9 o mesmo, ele pode simplesmente ter o comprimento de um lado em\u00a0cubo<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

Se um quadrado tem um lado de 3 metros, o volume seria 3 metros vezes 3 metros vezes 3 metros ou 27 metros c\u00fabicos.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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O que \u00e9 volume espec\u00edfico<\/span><\/h2>\n
\"Densidade<\/a>
Densidades t\u00edpicas de v\u00e1rias subst\u00e2ncias \u00e0 press\u00e3o atmosf\u00e9rica.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

O volume espec\u00edfico<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 uma\u00a0<\/span>vari\u00e1vel intensiva<\/span><\/strong>\u00a0, enquanto o volume \u00e9 uma vari\u00e1vel extensa.\u00a0A unidade padr\u00e3o para volume espec\u00edfico no sistema SI \u00e9 de metros c\u00fabicos por quilograma (m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0\/ kg).\u00a0A unidade padr\u00e3o no sistema ingl\u00eas \u00e9 de p\u00e9s c\u00fabicos por libra-peso (p\u00e9s\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0\/ lbm).<\/span><\/p>\n

A densidade (\u03c1) de uma subst\u00e2ncia \u00e9 rec\u00edproca do seu\u00a0<\/span>volume espec\u00edfico<\/span><\/strong>\u00a0(\u03bd).<\/span><\/p>\n

\u03c1 = m \/ V = \u200b\u200b1 \/ \u03c1<\/span><\/strong><\/p>\n

Densidade<\/span><\/strong><\/a>\u00a0\u00e9 definida como a<\/span>\u00a0massa por unidade de volume<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0\u00c9 tamb\u00e9m uma<\/span>\u00a0propriedade intensiva<\/span><\/strong><\/a>\u00a0, matematicamente definida como massa dividida por volume:<\/span><\/p>\n

\u03c1 = m \/ V<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Volume de um \u00e1tomo e n\u00facleo<\/span><\/h2>\n
\"Estrutura<\/a>
Estrutura da Mat\u00e9ria.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

O \u00e1tomo<\/span><\/strong>\u00a0consiste em um\u00a0<\/span>n\u00facleo<\/span><\/strong>\u00a0pequeno, mas maci\u00e7o,\u00a0cercado por uma nuvem de\u00a0<\/span>el\u00e9trons em<\/span><\/strong>\u00a0movimento r\u00e1pido\u00a0.\u00a0O n\u00facleo \u00e9 composto de\u00a0<\/span>pr\u00f3tons e\u00a0<\/span><\/strong>n\u00eautrons<\/span><\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Os raios nucleares t\u00edpicos s\u00e3o da ordem de 10 a\u00a0<\/span>14<\/span><\/sup>\u00a0m.\u00a0Assumindo a forma esf\u00e9rica, os raios nucleares podem ser calculados de acordo com a seguinte f\u00f3rmula:<\/span><\/p>\n

r = r\u00a0<\/span>0<\/span><\/sub>\u00a0.\u00a0A\u00a0<\/span>1\/3<\/span><\/sup><\/p>\n

onde r\u00a0<\/span>0<\/span><\/sub>\u00a0= 1,2 x 10\u00a0<\/span>-15<\/span><\/sup>\u00a0m = 1,2 fm<\/span><\/p>\n

Se usarmos essa aproxima\u00e7\u00e3o, esperamos, portanto, que o volume do n\u00facleo seja da ordem de 4 \/ 3\u03c0r\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0ou 7,23 \u00d7 10\u00a0<\/span>\u221245<\/span><\/sup>\u00a0m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0para os n\u00facleos de hidrog\u00eanio ou 1721 \u00d7 10\u00a0<\/span>\u221245<\/span><\/sup>\u00a0m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0para os\u00a0n\u00facleos de\u00a0<\/span>238<\/span><\/sup>\u00a0U.\u00a0<\/span><\/a>Estes s\u00e3o volumes de n\u00facleos e os n\u00facleos at\u00f4micos (pr\u00f3tons e n\u00eautrons) cont\u00eam cerca de\u00a0<\/span>99,95%<\/span><\/strong>\u00a0da massa do \u00e1tomo.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Um \u00e1tomo \u00e9 um espa\u00e7o vazio?<\/span><\/h2>\n
\"volume<\/a>
Uma representa\u00e7\u00e3o figurativa do \u00e1tomo de h\u00e9lio-4 com a nuvem de el\u00e9trons em tons de cinza.\u00a0\u00c9 prov\u00e1vel que pr\u00f3tons e n\u00eautrons sejam encontrados exatamente no mesmo espa\u00e7o, no ponto central.\u00a0Fonte wikipedia.org Licen\u00e7a CC BY-SA 3.0<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

O volume de um \u00e1tomo<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 cerca de\u00a0<\/span>15 ordens de magnitude\u00a0<\/span><\/strong>maior<\/span><\/strong>\u00a0que o volume de um n\u00facleo.\u00a0Para\u00a0<\/span>o \u00e1tomo de ur\u00e2nio<\/span><\/strong>\u00a0, o\u00a0<\/span>raio de Van der Waals<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 de cerca de\u00a0<\/span>186 pm = 1,86 \u00d7\u00a0<\/span>10-10<\/span><\/sup>\u00a0m<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0O raio de Van der Waals, r\u00a0<\/span>w<\/span><\/sub>\u00a0, de um \u00e1tomo \u00e9 o raio de uma esfera imagin\u00e1ria disco que representa a dist\u00e2ncia de aproxima\u00e7\u00e3o mais pr\u00f3xima para um outro \u00e1tomo.\u00a0Assumindo uma forma esf\u00e9rica, o \u00e1tomo de ur\u00e2nio tem um volume de cerca de \u00a0\u00a0<\/span>26,9 \u00d7\u00a0<\/span>10-30<\/span><\/sup>\u00a0m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0Mas esse espa\u00e7o “enorme” \u00e9 ocupado principalmente por el\u00e9trons, porque o\u00a0<\/span>n\u00facleo<\/span><\/strong>\u00a0ocupa apenas cerca de\u00a0<\/span>1721 \u00d7 10\u00a0<\/span>\u221245<\/span><\/sup>\u00a0m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0do espa\u00e7o.\u00a0Esses el\u00e9trons juntos pesam apenas uma fra\u00e7\u00e3o (digamos 0,05%) do \u00e1tomo inteiro.<\/span><\/p>\n

Pode parecer que o espa\u00e7o e, de fato, o assunto esteja\u00a0<\/span>vazio<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>mas n\u00e3o est\u00e1<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Devido \u00e0\u00a0<\/span>natureza qu\u00e2ntica dos el\u00e9trons<\/span><\/strong>\u00a0, os el\u00e9trons n\u00e3o s\u00e3o part\u00edculas pontuais, s\u00e3o espalhados por todo o \u00e1tomo.\u00a0A descri\u00e7\u00e3o cl\u00e1ssica n\u00e3o pode ser usada para descrever coisas na escala at\u00f4mica.\u00a0Na escala at\u00f4mica, os f\u00edsicos descobriram que a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica descreve as coisas muito bem nessa escala.\u00a0Os locais das part\u00edculas na mec\u00e2nica qu\u00e2ntica n\u00e3o est\u00e3o na posi\u00e7\u00e3o exata; s\u00e3o descritos por uma\u00a0<\/span>fun\u00e7\u00e3o de densidade de probabilidade<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Portanto, o espa\u00e7o em um \u00e1tomo (entre el\u00e9trons e um n\u00facleo at\u00f4mico) n\u00e3o est\u00e1 vazio, mas \u00e9 preenchido por uma fun\u00e7\u00e3o de densidade de probabilidade dos el\u00e9trons (geralmente conhecida como \u201c\u00a0<\/span>nuvem de el\u00e9trons<\/span><\/strong>\u00a0\u201d).<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Volume de l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o no sistema de l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o do reator<\/span><\/h2>\n
\"Reator<\/a>
Reator nuclear e sistema de refrigera\u00e7\u00e3o prim\u00e1ria da WWER-1200.<\/span>
\nFonte: gidropress.podolsk.ru<\/span>
\nusado com permiss\u00e3o de \u0410\u041e \u041e\u041a\u0411 \u201c\u0413\u0418\u0414\u0420\u041e\u041f\u0420\u0415\u0421\u0421\u201d<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Nos modernos\u00a0<\/span>reatores de \u00e1gua pressurizada<\/span><\/strong><\/a>\u00a0(PWRs)\u00a0modernos\u00a0, o\u00a0<\/span>Sistema de L\u00edquido Refrigerante<\/span><\/strong>\u00a0do\u00a0Reator<\/strong>\u00a0(RCS), mostrado na figura, consiste em:<\/span><\/p>\n