Resumo Este trabalho tem como objetivo apresentar a teoria das reações químicas de combustão e plasmas no equilíbrio, tendo em vista aplicações relacionadas com a produção de poluentes e física de plasmas. Primeiramente o problema é definido e duas formulações equivalentes são apresentadas: (i) conjunto de reações químicas e constantes de equilíbrio; (ii) minimização da energia livre de Gibbs. Alguns exemplos são resolvidos utilizando o código CEA - Chemical Equilibrium with Application desenvolvido e disponibilizado pela administração nacional de aeronáutica e espaço dos EUA (NASA). Um dos exemplos consiste na determinação da temperatura adiabática e da composição final resultante da combustão do decano (C10H22) líquido em um motor diesel. Em outro exemplo é explorada a possibilidade de utilizar a mesma abordagem para determinar a composição química de plasmas ideais em misturas de He e H2O. Também é apresentada a formulação geral do problema da evolução temporal da composição química de um meio. Para ilustrar o método, o mecanismo químico de Zeldovich-Keck para descrever a formação do NO é resolvido e aplicado ao problema da poluição de monóxido de nitrogênio produzido por motores à combustão interna. Esses exemplos poderiam inspirar atividades com fins didáticos em cursos de graduação e pós-graduação nas áreas de física e engenharia.

Abstract In this work we present the thermochemistry of combustion and ideal plasmas, illustrating it with some examples related to pollutants production in engines and plasma physics. We first define the problem and then present two different but equivalent strategies to solve it: (i) determination of a complete set of chemical reactions, its equilibrium constants and balance equations; (ii) minimization of the Gibbs free energy of the system. Some examples are solved using the code CEA - Chemical Equilibrium with Application developed by NASA, which is available on the web. In one of them the adiabatic temperature and the final chemical composition of decane (C10H22 combustion is determined. In another one we explored the problem of an ideal plasma composed of He and H2O. We also present the general problem of the time development of the chemical composition in a reactive medium. This is illustrated solving the Zeldovich-Keck mechanism for the formation of NO and applying it to the problem of pollution produced by internal combustion engines. These examples may inspire teaching activities in graduation and post graduation courses in Physics and Engineering.

Através de uma filmadora digital e do software de domínio público VirtualDub consegue-se registrar espacial e temporalmente a evolução dinâmica de um sistema muito rápido, como por exemplo, a queda livre. Neste artigo são abordados dois experimentos clássicos de queda livre: a) de uma corrente de elos e b) de uma configuração catenária da corrente com uma das extremidades fixa (bungee jump). Estes experimentos são analisados empiricamente através de montagens bastante simples, mas reveladores de conceitos físicos importantes da mecânica. O programa VirtualDub possibilita selecionar os quadros da filmagem. A análise destes quadros fornece prontamente elementos das diversas variáveis dinâmicas tais como velocidade, força e aceleração, sendo um poderoso auxiliar no estudo do movimento.

Using a digital camera and public common software VirtualDub it was possible to record the space-time evolution of a fast dynamic system, such as a body in free fall. This paper treats two classical free fall experiments: a) falling chain and b) a free falling folded chain (bungee jump). Analyzed empirically in a simple setup, these experiments showed very important concepts of mechanics. The VirtualDub program enables the selection of frames from the video record. The analysis of these frames provides elements of several dynamical variables such as velocity, force and acceleration, and is a powerful tool in the study of the movement.

This work is devoted to the study of the electrical characteristics of microhollow cathode discharges (MHCD) at moderate to high pressure in argon and air for different geometries. High-pressure glow discharges can be operated in MHCD devices with µm electrode spacing. Experiments have been performed to determine the so-called Paschen curves, i.e. the dependence of the breakdown voltage on the product electrode gap and gas pressure. Current-voltage characteristic curves were obtained as a function of the pressure and hole diameter. MHCD enables stable direct current discharges that could be ignited for pressures ranging from 12 to 800 Torr, in a very wide range of current densities and electrodes materials. Evidence of electron field emission was observed for several ranges of gap spacing.

Solos afetados por sais são característicos de zonas áridas/semi-áridas. Este trabalho foi desenvolvido no vale do Açu (RN), no período abril/90 a janeiro/91, objetivando avaliar o efeito do preparo do solo (convencional e convencional + subsolagem) e da aplicação de condicionadores ( gesso, esterco de curral e palha de carnaúba) nas propriedades químicas de um solo aluvial salino sódico. A subsolagem proporcionou efeito eficaz na redução da porcentagem de sódio trocável (PST) e no abaixamento do pH do solo. Nos tratamentos com gesso, foram detectados os maiores valores de cálcio trocável, redução na PST para menos de 15% na camada de 0-0,15 m e aumento na salinidade do solo. O esterco de curral foi benéfico na redução da PST, principalmente quando associado à subsolagem e à gessagem. Existe um desbalanço natural nas relações K:Ca:Mg trocáveis no solo, que se acentua com a gessagem, necessitando de correção potássica para que se atinja o equilíbrio. A proporção entre cátions trocáveis e solúveis no solo ficou entre 13 e 16:1, para cálcio e magnésio, e entre 0,3 e 3,9:1, para o sódio, sendo este o único cátion solúvel que diminuiu com a subsolagem.

Salt-affected soils are characteristics of arid and semi-arid zones of the world. This study was undertaken at Açu valley region of Rio Grande do Norte State, Brazil, by means of a field experiment conducted from April/90 to January/91. The objective of this study was to evaluate the effects of subsoiling and amendment additions (gypsum, farmyard manure and Copernica cerifera straw), on chemical properties of saline sodic soil. Subsoiling treatment provided beneficial effects decreasing soil exchangeable sodium percentage (ESP) and pH levels. Gypsum treatments increased soil exchangeable-Ca and salinity levels and decreased ESP to levels lower than 15% in soil layer depth to 0-0.15 m. Farmyard manure treatment decreased ESP levels, especially when associated with subsoiling and gypsum treatment. There is a natural imbalance in K:Ca:Mg ratios that increases with gypsum treatments requiring soil potassium correction in order to reach the equilibrium. The ratios between exchangeable and soluble cations ranged from 13 to 16:1 for calcium and magnesium and from 0.3 and 3.9:1 for sodium. Among the soluble cations, sodium was the only one decreased by subsoiling.