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  1. 1. Das Estrelas ao Átomo<br />Escola Secundária de Paços de Ferreira<br />Fisico-Quimica<br />
  2. 2. UNIVERSO<br />Nascimento e Estrutura<br />
  3. 3. <ul><li>Estrutura do Universo</li></ul>O Universo é constituído por:<br /><ul><li>Estrelas e sistemas planetários
  4. 4. Nebulosas</li></ul>- Poeiras interestelares<br />- Restos de estrelas - anãs brancas, castanhas e negras - estrelas de neutrões e buracos negros<br />- Galáxias, agrupadas em enxames, que por sua vez estão agrupadas em superenxames<br />- Espaço Intergaláctico<br />
  5. 5. Tudo está organizado no Universo<br />
  6. 6. <ul><li>BigBang - Nascimento do Universo</li></li></ul><li>Provas que favorecem a Teoria do BigBang:<br /><ul><li>Expansão do Universo
  7. 7. Radiação cósmica de microondas
  8. 8. O espaço criado pelo BigBang encheu-se de radiação altamente energética
  9. 9. Com a expansão do Universo, essa radiação foi-se tornando muito menos energética, com a diminuição da temperatura do Universo, e chegou até nós como radiação de microondas
  10. 10. Abundância de elementos químicos leves no Universo </li></ul>Provas que limitam a mesma Teoria,:<br /><ul><li>Porque ocorreu o BigBang?
  11. 11. Como ocorreu?
  12. 12. O que havia, se é que havia, antes do BigBang?
  13. 13. Qual o destino do Universo?</li></li></ul><li>Teorias que astrofisicos propõem para explicar o BigBang:<br />Teoria da Expansão Permanente <br />O espaço aumentará permanentemente <br />O Universo expandir-se-à para sempre <br />Teoria do Universo Oscilante ou Pulsátil<br />Fase de expansão do Universo: o espaço aumenta <br />Fase de contracção do Universo: o espaço diminui <br />Teoria do Estado Estacionário <br />Rejeita o BigBang<br />Defende que a expansão do Universo existe porque se cria constantemente nova matéria <br />Formam-se novas galáxias nos intervalos, quando estas se afastam, a partir de nova matéria em formação contínua <br />
  14. 14. <ul><li>Expansão do Universo</li></ul>O UNIVERSO ESTÁ EM EXPANSÃO<br />
  15. 15.
  16. 16. <ul><li>Escalas de temperatura, tempo e comprimento</li></li></ul><li>Temperatura<br />
  17. 17. Tempo<br />A grandeza tempo, em Astronomia, é normalmente expressa em anos.<br /> o Sol nasceu há cerca de 4,5 x 109 anos <br />o Sistema Solar demora cerca de 2,50 x 108 anos a completar uma volta em torno do centro da Via Láctea ( ano galáctico ) <br />a luz da estrela mais próxima do Sol ( próxima Centauro ) demora cerca de 4,23 anos a chegar até nós<br />Comprimento<br />
  18. 18. Unidade Astronómica<br />1 UA = 1,50 x 108 km = 1,50 x 1011 m<br />Para medir as distâncias entre as estrelas recorre-se a unidades ainda mais convenientes – o ano-luz ( a.l. ) e o parsec ( pc ).<br />1 ano-luz é a distância que a luz percorre num ano <br />a luz viaja à velocidade de 3,0 x 108 m s-1 <br />um ano tem 365,25 x 24 x 3600 segundos <br />1 a.l. = 3,0 x 108 x 365,25 x 24 x 3600 = 9,47 x 1015 m = 9,47 x 1012 km <br />1 parsec equivale a 3,26 anos-luz <br />1 pc = 3,26 x 9,47 x 1015 m <br />1 pc = 3,09 x 1016 m <br />
  19. 19. Elementos Químicos<br />A sua Origem<br />
  20. 20. <ul><li>Reacções nucleares – génese dos elementos químicos</li></ul>As estrelas não são eternas; nascem, evoluem e morrem. Todos os elementos químicos existentes no Universo, e consequentemente na Terra, e em nós, foram gerados no interior das estrelas, através de reacções nucleares, na matéria que as formou ou na matéria que delas resulta.<br />Diferenças entre:<br />-Reacções químicas,<br />Os núcleos dos átomos não são alterados <br />Os elementos químicos do sistema reaccional mantêm-se <br />Apenas alteração das unidades estruturais do sistema reaccional.<br />-Reacções nucleares, <br />Os núcleos dos átomos são alterados <br />Transformação de elementos químicos noutros diferentes <br />A energia posta em jogo tem uma ordem de grandeza que pode ser milhões de vezes superior à que é posta em jogo nas reacções químicas.<br />
  21. 21. <ul><li>Representação simbólica</li></ul>AZ X significa que o elemento químico X tem um número atómico Z , isto é, o número de protões, e que este átomo deste elemento químico tem um número de massa A , isto é, a soma do número de protões com o número de neutrões, ou seja, o número total de nucleões.<br /> Exemplos: - 11Hhidrogénio ; - 42He hélio-4 ; - 73Li lítio-7<br /> Temos que ter atenção que nem todos os átomos do mesmo elemento químico podem ser iguais. Temos que nos lembrar dos isótopos.<br /> Exemplos: - 11Hhidrogénio ; - 21H deutério ; - 31H trítio<br />neutrão – 01 n <br />electrão – 0-1 e<br />positrão - 0+1e, é a antipartícula do electrão, dado que tem massa igual à do electrão mas carga eléctrica simétrica<br />protão - 11p ou 11H , dado que um protão é um núcleo de hidrogénio<br />antiprotão – 1-1p , é a antipartícula do protão, dado que tem massa igual à do protão mas carga eléctrica simétrica<br />Neutrino- , partícula sem massa e sem carga<br />fotão - , corpúsculo de luz<br />
  22. 22. <ul><li>Nucleossíntese primordial</li></ul>BigBang<br />Expansão  Arrefecimento<br />A t = 10-5s e a T = 1013K<br />Forma-se o «caldo» inicial.<br />A t = 3 min e a T = 108 K começa a nucleossintese primordial.<br />Génese dos primeiros núcleos atómicos:<br />21H, 32He, 42He, 73 Li<br />A t = 300 000 anos e a T = 3000 K começa a génese dos primeiros átomos.<br />A radiação começa a propagar-se no Universo, chegando-nos hoje sob a forma de <br />Radiação Cósmica de Microondas.<br />
  23. 23.
  24. 24. <ul><li>Nucleossíntese Estelar</li></ul> Quando o Universo tinha cerca de dois milhões de anos, e a temperatura entre 6 e 14 K, começou a génese das primeiras estrelas e das primeiras galáxias.<br />Matéria proto-estelar:<br />Compreensão Aquecimento<br />
  25. 25. Fusão do Hidrogénio com produção de Hélio.<br />4 11H  42He + 20+1 e + Energia<br />Energia = 6,43 x 1011 J por grama de He produzido.<br />
  26. 26. Mestrela 8 M0<br /> Nebulosa planetária Resíduo estelar anã branca<br />Estrela anã branca<br />Resíduo estelar de estrelas com massa inicial<br />M  8 M0<br />
  27. 27. Fase de supernova<br />Resíduo estelar central muito denso: um pulsar ou um buraco negro.<br />Nuvens de gases em expansão rápida e violenta, onde são produzidos elementos desde o<br />Ferro ao Urânio.<br />
  28. 28. <ul><li>Nucleossíntese Interestelar</li></ul>Raios cósmicos: protões e/ou electrões de grande energia cinética, provenientes de supernovas e outros fenómenos cósmicos, colidem com elementos existentes no espaço interestelar, dividindo e originando elementos leves, inexistentes na nucleossíntese primordial e na nucleossíntese estelar, o lítio-6, o berílio e o boro, completando a formação dos elementos químicos<br />"somos feitos de matéria cósmica, somos poeiras de estrelas" <br />"somos irmãos das rochas e primos das estrelas" <br />
  29. 29. <ul><li>Abundâncias Relativas dos elementos no Universo</li></ul>Observando o gráfico:<br />
  30. 30. o elemento mais abundante no Universo é o hidrogénio, com cerca de 90 % em número de átomos. <br />o hélio é o segundo elemento mais abundante no Universo, com cerca de 8 % em número de átomos. <br />seguem-se em abundância, os seguintes elementos: oxigénio, carbono, néon, azoto, magnésio, silício, ferro e enxofre. <br />os elementos mais pesados aparecem em quantidades mínimas, elementos vestigiais. <br />
  31. 31. FIM<br />Trabalho realizado por:<br />Inês Mota, nº 14<br />Inês Santana, nº 15<br />Paula Leal, nº 20<br />Margarida Pimenta, nº 32<br />

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