Aula Tem

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• Aula Temática 3
• RADIOATIVIDADE, REAÇÕES NUCLEARES E A MATEMÁTICA
  ENVOLVIDA
• Química e Matemática

Professores Lucas Tiago Douglas
Campinas - 2012
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Matemática e Ciência

• Antes da ciência filosofia
• Sentido amplo de ciência refere-se a
  conhecimentos sistemáticos
• Ciência atual Método Científico (Física)
• Levantamento de hipóteses a respeito de um
  fenômeno
• Elaboração de um modelo teórico lógico
• Experimentos para testar o modelo teórico

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Matemática e suas aplicações

• A matemática é utilizada em todas as áreas da
  ciência como ferramenta para a tentativa de
  quantificar a natureza em diversos aspectos.

Funções matemáticas para análise da economia
previsões
Geometria na construção Civil
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Aplicações da Matemática na Química

• Cálculo de Concentração
• Balanceamento Químico
• Química Nuclear
• Cálculo de Acidez

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Introdução dos logaritmos na história

• John Napier (Edimburgo, 1550 4 de abril de
  1617)
• Desenvolveu fortemente o uso do logaritmo na
  matemática.
• Vantagem principal facilitar contas pois o
  logaritmo transforma multiplicações e divisões
  emadições e subtrações.
• Necessidade na época para facilitaros cálculos
  astronômicos.

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Função Exponencial

• Definiçãoa é constante, pertence aos reias e
  é chamado de base. x é o expoente e pertence aos
  reais.
• Número de Euler (e)Número irracional
  2,718281828...Exponenciais com base e são muito
  utilizadas em física e química.

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Função Logarítmica

• Definição
• Exemplos

Base
Expoente
Logaritmando
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Condições Logarítmicas

• A base deve ser maior que zero, ou seja, positiva
  e diferente de 1.
• O logaritmando deve ser maior ou igual a zero, ou
  seja, positivo.

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Propriedades Logarítmicas
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Logaritmos Especiais

• Logaritmo na base 10log101000 pode ser escrito
  como log1000
• Logaritmo natural (base e)

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• A descoberta da Radioatividade
• Descoberta dos raios X em 1895 Wilhelm K.
  Roentgen
• Em 1896 Becquerel observou a emissão de radiações
  por um sal de urânio
• O casal Marie e Pierre Curie observou o mesmo
  fenômeno em vários sais de urânio Descoberta do
  polônio, 400 vezes mais radioativo que o urânio,
  e do rádio, 900 vezes mais radioativo.

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• Efeitos das emissões radioativas
• Efeitos químicos Promoção reações químicas
• Efeitos térmicos Liberação de calor
• Efeitos luminosos Fluorescência efosforescência
• Efeitos elétricos A ionização de gases altera
  suas condutividades elétricas
• Efeitos fisiológicos Tonturas, ulcerasna pele
  ou até mesmo a morte,dependendo da dose absorvida

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• Tipos de radiação
• Alfa Núcleo de hélio ( )
• Beta Elétron atirado
• Gama Radiação eletromagnética

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• Reações Nucleares
• Queima do carvão
• C O2 ? CO2
• 94 kcal para 12 g de C
• Bomba de hidrogênio
• 5108 kcal para 4 g de H

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Cinética das desintegrações radioativas

• Decaimento Radioativo Considerando um material
  radioativo com massa inicial M0, a quantidade de
  massa desse material com o passar do tempo é dado
  pela seguinte equaçãoa é uma constante de
  decaimento que depende do material
• Tempo de Meia-vida tempo necessário para a massa
  do material cair pela metade.

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Aplicações do Decaimento Radioativo
Elemento Radioativo Tempo de Meia-vida
(Césio-137) 137Cs 30 anos
(Carbono-14) 14C 5730 anos
(Carbono-9) 9C 126,5 ms
(Urânio-238) 238U 4,5 bilhões de anos
(Polônio-210) 210Po 138 dias
(Potássio-42) 42K 12,4 horas

• Carbono-14 (14C) Datação histórica de
  componentes orgânicos
• Urânio-238 (238U) Datação histórica de
  componentes minerais

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Exemplos de decaimentos radioativos
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• Reações artificiais de transmutação
• Ocorre com o choque de dois núcleos ou de uma
  partícula e um núcleo, gerando um novo elemento
• Provocadas por partículas alfa
• Provocadas por prótons

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• Provocadas por dêuterons ( )
• Provocadas por nêutrons

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• Fissão nuclear

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• Fusão nuclear
• 9,3 107 kcal/mol
• 7,6 107 kcal/mol
• 3,9 108 kcal/mol

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• Aplicações das reações nucleares
• Bombas nucleares
• Geração de energia
• Traçadores em moléculas
• Análises Clínicas
• Tratamento de doenças
• Conservação de alimentos

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• Perigos da radioatividade
• Acidentes nucleares
• Three-Mile Island (EUA) 1979 Falha no sistema
  de segurança de uma usina nuclear
• Chernobyl 1986 Maior acidente nuclear da
  história
• Goiânia 1987 Contaminação com Césio-137 o
  maior acidente nuclear em zona urbana da história
• Fukushima 2011 Explosão de um reator devido aos
  danos causados por um terremoto