05 · Linguagem da física
Decifrando os símbolos e os números gigantes
Física não é difícil por causa das ideias — é difícil porque parece outra língua. Esta página traduz essa língua: potências de dez, prefixos, unidades e cada letra que aparece nas fórmulas.
o que é notação científica
Um jeito curto de escrever
O núcleo do Sol tem 15.000.000 K. Um átomo mede 0,0000000001 m. Escrever assim dá erro e cansa. Então a física escreve 1,5×10⁷ K e 1×10⁻¹⁰ m. O expoente é só um atalho: ele conta quantas casas a vírgula precisa andar.
1. Ache o número entre 1 e 10
Em 5.778, o número é 5,778 — vírgula depois do primeiro dígito.
2. Conte quantas casas a vírgula andou
De 5.778 para 5,778 a vírgula andou 3 casas para a esquerda.
3. Escreva a potência de 10
Andou 3 para a esquerda → ×10³. Resultado: 5,778×10³.
4. Números pequenos ficam negativos
0,0025 → a vírgula anda 3 casas para a direita → 2,5×10⁻³.
10³
1.000
mil
10⁶
1.000.000
um milhão
10⁹
1.000.000.000
um bilhão
10⁻³
0,001
um milésimo
10⁻⁶
0,000001
um milionésimo
10⁻⁹
0,000000001
um bilionésimo
prefixos
A letrinha antes da unidade
Quando você vê kJ, MW ou nm, a primeira letra é só um multiplicador. Ela substitui a potência de dez para deixar a leitura mais humana.
×10¹²
1 TW = 1 trilhão de watts
×10⁹
1 GJ = 1 bilhão de joules
×10⁶
1 MJ ≈ energia de 30 g de gasolina
×10³
1 kJ = 1.000 J
×10⁻²
1 cm = 0,01 m
×10⁻³
1 mK = 0,001 K
×10⁻⁶
1 µm = tamanho de uma bactéria
×10⁻⁹
1 nm ≈ 10 átomos em fila
dicionário de símbolos
Cada letra e o que ela quer dizer
temperatura
Mede o quanto as partículas se agitam. Nas fórmulas, quase sempre em kelvin.
calor
Energia que passa de um corpo quente para um frio. Não é 'o que o corpo tem', é o que ele troca.
trabalho
Energia que o sistema entrega em forma de movimento, como um pistão empurrando.
energia interna
Soma da energia guardada dentro do sistema pelas suas partículas.
delta (variação)
Significa 'quanto mudou': valor final menos valor inicial. ΔT = 30 °C quer dizer que esquentou 30 graus.
entropia
Mede a bagunça, o espalhamento da energia. Só cresce no universo como um todo.
massa
Quantidade de matéria. Mais massa exige mais energia para esquentar.
calor específico
Quanta energia 1 kg daquele material precisa para subir 1 grau. A água tem valor alto: custa esquentar.
calor latente
Energia para mudar de estado (gelo→água) sem mudar a temperatura.
pressão
Força que o gás faz por unidade de área das paredes.
volume
Espaço ocupado pelo gás. 1 m³ = 1.000 litros.
quantidade de matéria
1 mol = 6,022×10²³ partículas. É a 'dúzia' da química, só muito maior.
constante dos gases
Número fixo que liga pressão, volume, mols e temperatura.
eta (rendimento)
Fração do calor recebido que virou trabalho útil. η = 0,4 significa 40%.
gama
Razão entre calores específicos do gás; aparece nos processos adiabáticos e nos ciclos.
proporcional a
Cresce junto: se um dobra, o outro dobra.
aproximadamente
Valor arredondado, bom o suficiente na prática.
sigma (soma)
Somar vários termos de uma vez.
unidades básicas
O sistema que o mundo usa (SI)
- joule (J) — unidade de energia. Levantar uma maçã 1 metro gasta cerca de 1 J.
- watt (W) — energia por segundo. 1 W = 1 J/s; uma lâmpada de 10 W consome 10 J a cada segundo.
- kelvin (K) — temperatura sem números negativos: começa no zero absoluto.
- pascal (Pa) — pressão. A atmosfera ao nível do mar tem ≈101.325 Pa.
- mol — pacote de 6,022×10²³ partículas.
- caloria (cal) — unidade antiga de energia: 1 cal ≈ 4,18 J.
na prática
Lendo uma fórmula em voz alta
Q = m · c · ΔT
“O calor necessário é a massa vezes o calor específico do material vezes o quanto a temperatura mudou.” Ou seja: mais massa, material mais 'teimoso' ou salto maior de temperatura → mais energia.
η = 1 − T_f / T_q
“O rendimento máximo é um menos a temperatura fria dividida pela quente.” Quanto maior a diferença entre as duas, mais calor consegue virar trabalho.