Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-11-17T10:55:11Z No. of bitstreams: 2 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte2.pdf: 4617649 bytes, checksum: e6728e17d14e794f9169f6412d0dda60 (MD5) 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte1.pdf: 10496667 bytes, checksum: 24c3c640fe03d9a3e3569f958ec677be (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2009-11-19T19:49:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte2.pdf: 4617649 bytes, checksum: e6728e17d14e794f9169f6412d0dda60 (MD5) 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte1.pdf: 10496667 bytes, checksum: 24c3c640fe03d9a3e3569f958ec677be (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-19T19:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte2.pdf: 4617649 bytes, checksum: e6728e17d14e794f9169f6412d0dda60 (MD5) 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte1.pdf: 10496667 bytes, checksum: 24c3c640fe03d9a3e3569f958ec677be (MD5) Previous issue date: 2006-09-18 / Este trabalho apresenta a modelagem numérica das camadas limites fluidodinâmica e de temperatura, criadas por escoamentos forçados, turbulentos e incompressíveis de ar, sobre placas planas horizontais, tendo como meta a determinação do fluxo de calor que se estabelece entre a placa e o escoamento. Na situação física analisada as camadas limites de velocidade e de temperatura não se iniciam no mesmo ponto da placa, sendo separadas por um comprimento pré-estabelecido. No início da placa a formação de camada limite térmica é inibida pela igualdade entre as temperaturas do escoamento e da placa. A camada limite térmica tem início a partir do ponto em que a temperatura da placa plana se diferencia da temperatura do escoamento. Em todas as situações estudadas a camada limite térmica se desenvolve sobre parede isotérmica. São ensaiadas dez placas que se diferenciam pelo comprimento do trecho adiabático da placa, pela temperatura do trecho aquecido e pela velocidade do escoamento externo. A faixa de variação para os números de Reynolds locais, definidos pelo comprimento longitudinal das placas é definida no intervalo de 5x105< Re< 107. Os baixos números de Mach e as pequenas diferenças de temperatura dos escoamentos analisados permitem que sejam desconsiderados, respectivamente, os efeitos de compressibilidade e de variação das propriedades termodinâmicas do ar. As principais conseqüências destas condições são: desacoplamento entre as camadas limites fluidodinâmica e térmica e o comportamento linear da equação da energia. O objetivo deste trabalho é analisar, de forma qualitativa e quantitativa, o desempenho operacional do código computacional proposto para a modelagem de fluxos turbulentos de calor em escoamentos parietais. O fechamento do sistema de equações médias é obtido com o emprego do modelo k-epsilon para a representação do tensor de Reynolds, sendo a correlação entre as flutuações de velocidade e temperatura que definem o fluxo turbulento de calor, modelada algebricamente a partir de um número de Prandtl turbulento com valor constante. As condições de contorno de velocidade e de temperatura no contorno físico do domínio de cálculo são calculadas, respectivamente, por duas leis de parede de velocidade e duas de temperatura. A discretização temporal é obtida por uma aproximação de primeira ordem baseada em um algoritmo de diferenças finitas do tipo semi-impícito seqüencial com erro de truncamento de primeira ordem, que permite a linearização do sistema de equações a cada passo no tempo. A discretização espacial do domínio de cálculo é obtida com elementos finitos triangulares P1-isoP2. A resolução das equações acopladas de continuidade e quantidade de movimento é feita por uma variante do algoritmo de Uzawa. Os resultados obtidos numericamente são confrontados a soluções analíticas complementadas por correlações empíricas e a dados experimentais. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a numerical study of both hydrodynamics and thermal boundary layers in forced incompressible turbulent flows over an horizontal flat plate. The main goal of the work is to determine the turbulent heat flux between the plate and the flow. The starting point of the hydrodynamic boundary layers are not necessarily the same but along the thermal boundary layer. Ten different cases are analyzed where the distance between the starting points of the boundary layers, the plate temperature and the non-disturbed velocity intensity are the parameters of the study. A Reynolds averaged Navier-Stokes approach is employed. The closure problem is achieved by a _ − _ model associated with a constant turbulent Prandtl assumption in order to predict the the temperature/velocity correlations. Two different law of the wall for velocity and temperature are used for modeling of the turbulent boundary conditions. The temporal discretization is made by an first-order approximation based on a semiimplicit finite-differences algorithm. The spatial domain is discretized by a finiteelement technic with P1-isoP2 elements. The velocity-pressure coupling is made by the Uzawa algorithm. The ability of the proposed model in predict the heat flux through the plate is analyzed both qualitatively and quantitatively by confronting numerical and experimental results.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-22T19:04:50Z No. of bitstreams: 1 2009_FabioMacedoMendes.pdf: 4321088 bytes, checksum: 5e30daba718326d4874ce564da93441e (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-03-31T22:30:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FabioMacedoMendes.pdf: 4321088 bytes, checksum: 5e30daba718326d4874ce564da93441e (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-31T22:30:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FabioMacedoMendes.pdf: 4321088 bytes, checksum: 5e30daba718326d4874ce564da93441e (MD5) Previous issue date: 2009-06-25 / Este trabalho formula diversos problemas em física na linguagem de processos estocásticos. Primeiramente, tratamos da representação de processos Markovianos e a relação entre as formulações de equação mestra, integrais funcionais e processos de saltos. Utilizando estes formalismos, se discute a aplicabilidade do modelo de Langevin a sistemas moleculares. Verifica-se que esse modelo é inapropriado para descrever a interação de uma partícula Browniana com um gás de esferas rígidas. A discrepância com relação ao modelo exato é menos acentuada se a massa da partícula Browniana for muito maior que a massa das partículas que formam o gás. A equação de Langevin generalizada, que trata de sistemas não-Markovianos, também é discutida. Novamente, se levantam algumas críticas quanto à sua aplicabilidade a sistemas moleculares. Em especial, mostramos que o teorema de flutuação e dissipação normalmente invocado nesse formalismo pode ser violado em um sistema físico simples. Finalmente, se formula um método de inferência de tendências em séries temporais utilizando o formalismo de processos Gaussianos. Ao contrário de outros métodos comuns, como as médias móveis, obtemos tanto o valor esperado para tendência quanto o erro associado à esta inferência. O cálculo é feito utilizando o formalismo de integrais de trajetória que evita algumas computações caras normalmente associadas à inferência com processos Gaussianos. Esse procedimento é possível se a taxa de amostragem for alta o suficiente para que seja possível aproximar a série temporal observada por uma trajetória contínua. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work discusses some problems in physics using the language of stochastic processes. Firstly, we discuss the relationships between the formalisms of master equations, path integrals, and jumping processes. Each of them is a different prescription to define a Markovian process. Using these formalisms, we discuss the applicability of the classic Langevin model to molecular systems. We show that this model is inadequate to describe the interaction of a Brownian particle with a gas of hard spheres. The discrepancy with respect to the exact solution is ameliorated if the mass of the Brownian particle is much bigger than the mass of the particles in the gas. The generalized Langevin equation that describes non-Markovian systems is also discussed. Again, we raise a criticism to its relevance in the description of molecular systems. In special, we show a simple physical system that violates the fluctuation dissipation theorem. Finally, the we present a method of inferring tendencies from time series data. Differently from other common methods, e.g., moving averages, we obtain both the expected value for the tendency and the associated error. The calculation is done using path integrals and avoids some expensive computations commonly associated to other similar methods such as Gaussian process regression. This procedure is feasible if the sampling rate is high enough in order to be possible to approximate the time series data by a continuous function.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2011. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-10-20T15:11:18Z No. of bitstreams: 1 2011_JoaoMarcosBatistadeSouzaMaciel.pdf: 5078666 bytes, checksum: 8858ad46c873736f47ffc7dfa481d8ba (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2011-11-01T14:25:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_JoaoMarcosBatistadeSouzaMaciel.pdf: 5078666 bytes, checksum: 8858ad46c873736f47ffc7dfa481d8ba (MD5) / Made available in DSpace on 2011-11-01T14:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_JoaoMarcosBatistadeSouzaMaciel.pdf: 5078666 bytes, checksum: 8858ad46c873736f47ffc7dfa481d8ba (MD5) / Na termodinâmica, o estudo dos sistemas com interações de longo alcance apresentam problemas não usuais e mais desafiadores do que aqueles associados à sistemas com interações de curto alcance. Isso é bem ilustrado pela existência de estados quasi-estacionários não-gaussianos, calor específico negativo de sistemas isolados e inequivalência dos ensembles. Uma interação é dita de longo alcance se, para longas distâncias, decai com r− α sendo α ≤ d , onde d é a dimensão espacial. A razão para essa definição é que, mesmo no limite termodinâmico, tais sistemas não são aditivos. Exemplos de sistemas com interações de longo alcance são o modelo de Hamiltoniano de Campo Médio (HMF), plasmas não-neutros e Sistemas Auto-Gravitantes (SGS), estes serão objeto de estudo neste trabalho. O estudo de sistemas SGS tridimensionais é particularmente difícel e complicado. Um modelo simplificado chamado de modelo do Anel Auto-Gravitante (SGR) foi proposto com o intuito de possibilitar o estudo das características e do comportamento do problema gravitacional de muitos corpos. Esse modelo consiste em partículas interagindo por forças gravitacionais newtonianas tridimensionais, mas cujo movimento está confinado a uma circunferência. O modelo SGR mantém as características peculiares do problema tridimensional, possui uma fase com calor específico negativo e uma transição de fase. Para entender como o calor específico negativo surge, para um estado estacionário, o teorema do virial nos conduz à seguinte relação: E=( α −2 K onde K é a energia cinética do sistema. Para o caso gravitacional α =1 , portanto o calor específico é negativo para sistemas auto-gravitantes no equilíbrio do viral, uma vez que, no ensemble microcanônico, a temperatura é proporcional à energia cinética média do sistema. O problema gravitacional tem a dificuldade da divergência do potencial a curtas distâncias. Isto requer uma regularização no potencial para tais distâncias. Neste trabalho, ao invés de usar o parâmetro de softening usual para evitar a divergência a curtas distâncias, foi levado em conta o tamanho das partículas, introduzindo um potencial de partícula impenetrável. Para a execução dos cálculos foi empregado o uso do Método de Monte Carlo Microcanônico. Os resultados para a curva calórica e para o parâmetro de ordem do SGR são mostrados e revelam que a introdução do potencial de partícula impenetrável representa bem o equilíbrio do virial. Também gostaria de assinalar que as simulações de Monte Carlo foram implementadas com um algoritmo rápido. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In thermodynamis, the study of long-range interacting systems presents a plethora of unusual and challenging problems than those associated with short-range interacting systems. This fact is well ilustrated by the existence of quasi-stationary non-gaussian states, negative specific heat of isolated systems and the inequivalence of ensembles. An interaction is long-ranged if it decays, for long distances, as r− with α ≤ d , where d is the spatial dimension. The reason for this definition is that, even in the thermodynamic limit, such systems are not additive. Examples of systems with long-range interactions are the Hamiltonian Mean Field (HMF), non-neutral plasmas and Self- Gravitating Systems (SGS), which will be the object of study in this work. The study of threedimensional SGS are particularly heavy. A simplified model called Self-Gravitating Ring (SGR) model was proposed in order to understand the features and the behaviour of the gravitational many-body problem. It consist in particles interacting through the true newtonian threedimensional forces, but whose moviment are constrained to a ring. The SGR model maintains the peculiar features of the threedimensional problem, showing a negative specific heat and a phase transition. In order to understand how the negative heat arises, for a stationary state, the virial theorem yields to E=( α −2) K where K is the kinetic energy of the system. For the gravitational case α =1 , thus the specific heat is negative for SGS in the virial equilibrium, once, in the microcanonical ensemble, and temperature is proportional to the average kinetic energy of the system,. The gravitational problem has the difficulty of the short distances divergence in the potential. This requires a regularization in the potential. In this work, instead of using the usual softening parameter, we take into account the size of particle, introduing the hardcore potential to avoid the divergence at short distances. For performing the calculations we employed the Microcanonical Monte Carlo Simulation. The results for the caloric curve and for the order parameter of the SGR are shown and reveals that the introduction of the hardcore particles represents well the virial equilibrium. We also would like to point out that the Monte Carlo Simulations was implemented with a fast algorithm.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-14T13:46:46Z No. of bitstreams: 1 2013_ValterHenriqueCarvalhoSilva.pdf: 1104353 bytes, checksum: 2d7aa7e1cfc799e4496609213024ddef (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-06-06T12:35:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ValterHenriqueCarvalhoSilva.pdf: 1104353 bytes, checksum: 2d7aa7e1cfc799e4496609213024ddef (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-06T12:35:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ValterHenriqueCarvalhoSilva.pdf: 1104353 bytes, checksum: 2d7aa7e1cfc799e4496609213024ddef (MD5) / Este trabalho apresenta um proposta alternativa baseada na mecânica estatística não-extensiva de Tsallis com o objetivo de descrever os desvios da Lei de Arrhenius, frequentemente documentados na literatura,. No nosso formalismo surge o parâmetro de deformação, d , o qual seu sinal fornece um critério heurístico para classificar os desvios da lei de Arrhenius: (i) tunelamento quântico através barreiras de potencial, ou (ii) fenômenos de difusão. Para (i), onde considera-se casos sub-Arrhenius, nós apresentamos uma relação entre o parâmetro de deformação e parâmetros de tunelamento, o qual fornece condições para reformular e aplicar a Teoria do Estado de Transição baseada na distribuição de Tsallis. Para (ii), onde considera-se casos super-Arrhenius, é proposto que estes processos são controlados por transporte clássico de partículas, podendo ser conectada, de forma qualitativa, com a teoria termoestatística de Tsallis para sistemas finitos. Complementando os dois casos, também são analisados sistemas cujo o desvio da lei de Arrhenius leva a mudança da curvatura no plot de Arrhenius, e consequentemente a dependência negativa da temperatura com a constante cinética. Para a descrição desses sistemas, são apresentados aproximações fenomenológicos capazes de ajustar com acurácia os dados experimentais e computar energia de ativação com valores negativos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / To account for frequently documented low-temperature deviations from Arrhenius rate law, this thesis presents an alternative proposal based on Tsallis non-extensive classical statistical mechanics. In our formalism is defined parameter deformation, d , which its sign provides a heuristic criterion for assigning deviations from Arrhenius rate law: (i) to quantum mechanical underbarrier tunneling, or (ii) to diffusion phenomena. For (i), sub-Arrhenius cases, an explicit relationship is here derived in terms of barrier features, which allows to rewrite and implement Transition State Theory based on the Tsallis distribution. Case (ii), super-Arrhenius, it is proposed that these processes are controlled by classical transport of particles can be qualitatively connected with the Tsallis thermostatistics for finite systems. Complementing the two cases, systems which deviation from Arrhenius law leads to the change of the curvature in the Arrhenius plot are analyzed, with consequently negative temperature dependence of the rate constant. For a description of these systems are presented phenomenological approaches able to accurately fit the experimental data and compute activation energy with negative values.

Este trabalho consiste basicamente em dois experimentos: Determinação da equação de estado de um gás frio aprisionado, e na comparação das temperaturas de uma amostra de átomos confinadas em dois tipos de armadilhas magneto-ópticas. No primeiro experimento utilizamos a generalização do conceito de pressão e volume que foram redefinidos de maneira apropriada para alcançamos uma equação de estado. Experimentalmente nossa amostra apresentou um desvio do esperado para um gás ideal, dessa forma utilizamos uma expansão virial com as novas definições de pressão e volume para investigar as interações entre os átomos. Já no segundo experimento utilizamos uma técnica que mede transiente temporal da absorção do feixe pelos átomos através de um fotodetector para a obtenção da temperatura. Neste experimento obtemos temperaturas equivalentes para as duas armadilhas. / This work consists of two experiments: Determination of the state equation a trapped cold gas, and the comparison of the temperatures of confined atoms in two types of magneto-optical traps. For the first experiment we generalized and defined a new pressure and volume concept and we reached a state equation. Experimentally our sample presented a deviation of the ideal gas, in that way we used a virial expansion with the new pressure and volume definitions to investigate the interactions among the atoms. In the second experiment we used a technique that measures temporal variation of the absorption of a probe beam that crosses the atoms by a photodetector, witch gives us the information about the temperature. We have found equivalent temperatures for the two traps.

Neste trabalho foram estudadas equações de estado encontradas na literatura para a descrição das isotermas de pressão superficial versus área molecular média de monocamadas de Langmuir. As equações foram subdivididas em duas classes: equações para monocamadas de Langmuir de polímeros e macromoléculas, e equações para monocamadas de Langmuir de substâncias anfifilicas. As equações foram aplicadas a monocamadas de PMMA (um polímero), Ácido Araquídico (um ácido graxo, que é urna substância anlifilica que contém apenas uma cauda hidrofóbica) e DPPC (um fosfolipídio, que é uma substância antifilica que contém duas caudas hidrofóbicas). Também foi estabelecida, baseado no modelo de Shin et al., uma equação de estado específica para substâncias anfifilicas com duas caudas hidrofóbicas, o que não foi previamente observado na literatura. A maioria das equações forneceu urna boa concordância qualitativa com as isotermas experimentais, porém não foi possível uma concordância quantitativa na maioria dos casos. Os diferentes modelos e hipóteses empregados na derivação das equações permitiram uma melhor compreensão de algumas propriedades das monocamadas / A brief summary concerning equations of state describing isotherms exhibited by Langmuir monolayers is presented. The equations may be classified in two categories: the first applies to monolayers formed by polymers or macromolecules and the second to monolayers formed by amphiphilic substances. They were applied to monolayers of PMMA (a polymer), Arachidic Acid (a fatty acid) and DPPC (a phospholipid). The agreement with experimental results is qualitatively acceptable, however, it was not possible a quantitatively good result. A model for amphiphilic substances whose hydrophobic moiety consists of two tails was not found in the literature. Such equation is developed following Shin et al. method and the agreement shows to be satisfactory. With this work a better understanding of some properties of monolayers is achieved

O presente trabalho consiste de um estudo experimental dos efeitos de pressão externa sobre as flutuações termodinâmicas da condutividade elétrica de supercondutores de alta temperatura crítica (HTSC). Para tanto, medidas de resistividade elétrica em função da temperatura foram realizadas em condições de pressão hidrostática aplicada até valores de 1.11 GPa. As amostras investigadas incluem um monocristal e duas amostras texturizadas de YBa2Cu3O7-d, e dois policristais de composição nominal Hg1-xRexBa2Ca2Cu3O8+d (x = 0.18 e 0.25). No caso da amostra texturizada, foram feitas medidas das componentes da resistividade paralela e perpendicular aos planos CuO2. Os resultados foram interpretados no contexto dos modelos existentes e com base na anisotropia introduzida pela estrutura cristalina planar característica dos cupratos supercondutores. Os dados experimentais mostram que a aplicação de pressão externa afeta as propriedades normais e do estado supercondutor. A análise da contribuição de flutuações à condutividade revela a ocorrência de distintos regimes, cuja evolução com a pressão depende da orientação cristalográfica. Na fase normal (T > Tc) e em temperaturas mais afastadas de Tc, os regimes de flutuações encontrados são consistentes com as previsões da teoria de Ginzburg-Landau. Com o decréscimo da temperatura, ocorre um crossover para uma região dominada por flutuações genuinamente críticas, cujo expoente é compatível com a termodinâmica do modelo 3D-XY. Em alguns casos, a região crítica apresenta uma estrutura interna que evolui com a pressão. No YBa2Cu3O7-d, a aplicação de pressão produz um incremento significativo no número de Ginzburg, revelando que o intervalo de temperaturas nas vizinhanças de Tc em que as flutuações genuinamente críticas são dominantes é alargado. O aumento verificado é atribuído a um decréscimo na componente do comprimento de coerência paralela aos planos CuO2 induzido por pressão. / An experimental study is presented on the effects of pressure in the fluctuation conductivity of high-temperature superconductors (HTSC). Resistivity measurements under hydrostatic pressures up to 1.11 GPa were performed on several HTSC´s, including single-crystalline and melt-textured YBa2Cu3O7-d, and two polycrystalline samples of nominal composition Hg1- xRexBa2Ca2Cu3O8+d (x = 0.18 and 0.25). In-plane and out-of-plane measurements were performed on the melt-textured samples. Results were analyzed within the framework of existing models and taken into account the anisotropy due to the planar crystal structure of the HTSC´s. The transport measurements reveal that the external pressure affects the normal and superconducting properties. Analysis of the fluctuation contribution to the conductivity allowed the identification of distinct regimes, whose evolution under pressure depends on the crystallographic orientation. In the normal phase (T > Tc) and far above Tc, Gaussian fluctuations regimes are observed. With decreasing temperature, a crossover occurs to a region described by critical fluctuations, where the exponent is consistent with the dynamic of the 3D-XY universality class. In some cases, the critical region shows an internal structure which evolves upon application of pressure. In the case of YBa2Cu3O7-d, the temperature interval in the vicinity of Tc in which critical fluctuations are important, as measured by the Ginzburg criterium, is broadened. This result is related to a pressure-induced reduction of the in-plane coherence length.

As funções de correlação temporal para o momento de dipolo induzido do metano CH4 líquido, foram simuladas pelo método de dinâmica molecular em quatro estados termodinâmicos, a densidades de 28,10; 27,29; 26,41 e 25,34 mol/dm3 e temperaturas de 91,2; 100,7; 110,7 e 122,2 K respectivamente. Foram avaliadas as funções de 2- 3- e 4-corpos, mostraram sua importância no efeito de cancelamento e exibiram no tempo longo decaimentos aproximadamente exponenciais. Incluiu-se os mecanismos de indução emanados pelos campos elétricos dos momentos de octopolo e hexadecapolo, seus campos gradientes, assim como a superposição eletrônica. Con- seguiu-se reproduzir com concordância muito boa os espectros experimentais, no intervalo de freqüências de 0-600 cm-1. O dipolo induzido por octopolo representa a mais importante contribuição ao espectro de absorção no infravermelho longínquo, seguido do dipolo induzido por hexadecapolo. Os momentos espectrais zero estão perto dos valores experimentais, tendo o primeiro estado termodinâmico o melhor valor, havendo uma porcentagem média de erro dos quatro estados termodinâmicos igual ao 6 % a mais do valor experimental. / Time correlations functions for the induced dipole moment for liquid methane were simulated by molecular dynamics in four states of density 28,10, 27,29, 26,41, 25,34 mol/dm3 and temperature 91,2, 100,2, 110,7, 122,2 K respectively. The calculation of n-body terms show their importance on cancellation effects and exhibit in long time aproximately exponential decay. The induction mechanisms included were octupole and hexadecapole moments emanated by the electric fields and their field gradients, as well as electronic overlap. The simulated spectra described agrees very good with the experimental spectra in the frequencies of 0-600 cm−1, the octupole induced dipole represents the most important contribution to the far infrared absorption spectrum, followed by the hexadecapole induced dipole. The zero spectral moments were nearly the experimental values, having the first thermodynamic state the best value, resulting in an average percentual of errors in the four thermodynamics states of 6% over the experimental value.

Esta pesquisa tem como objetivo geral estudar o comportamento de lixiviação do Pó de Aciaria Elétrica, PAE, por meio do estudo da mobilidade dos metais Zn, Cu, Pb, Cr, Mn e Cd, considerados, tanto pelas suas concentrações no PAE, como por estarem entre os mais preocupantes metais existentes nas usinas siderúrgicas. Em contra-partida, as principais normas internacionais de lixiviação, às quais as amostras de PAE submeteram-se, foram devidamente estudadas. Além da norma brasileira, as seguintes normas internacionais de lixiviação estudadas neste trabalho foram: norte americana modificada, francesa, japonesa, alemã e holandesa, cujos mecanismos de lixiviação seguiram processos por batelada e coluna. O estudo das reações químicas, assim como a formação de compostos resultantes do contato do pó com os lixiviantes, elucidaram diversos comportamentos de lixiviação do Zn, Cu, Pb, Cr, Mn e Cd, no pó. Para isto, foi proposto o uso do aplicativo Hydra- Medusa, com base nos dados de concentrações e pH, obtidos em laboratório. As análises realizadas por meio da difração de raio X, foram, portanto, complementadas e/ou confirmadas pelo programa computacional Hydra-Medusa. Os testes por batelada mostraram resultados diferentes quanto à mobilidade dos metais, em relação aos da coluna, sendo que a norma brasileira trouxe resultados de mobilidade dos metais ainda mais diferenciados dos demais por batelada, o que conduz a classificações diferenciadas do PAE, quanto a toxidez. Por meio da norma brasileira os elementos que conferiram toxidez ao PAE foram o Pb e o Cd. Pelas normas européias e japonesa os elementos foram o Cr e o Pb. Os testes em coluna demonstraram, entretanto, as baixas mobilidades dos metais nos extratos dos lixiviados em relação aos por batelada. As legislações internacionais para lixiviação de resíduos sólidos, brasileira e norte - americana, diferem da alemã em concentração e metais. Ficou clara a falta de uniformidade entre estas normas, pelos resultados diferenciados a que estas conduziram os comportamentos de lixiviação dos metais analisados. / The present research aims at to study the leaching behavior of Electric Furnace Dust (EFD), in relation to the mobility of metals (Zn, Cu, Pb, Cr, Mn and Cd), either by their contents in the dust, as due to the environmental concern about them. Dust samples were tested according to the main international norms about leaching of residues. Besides the Brazilian Norm, also North American modified, French, Japanese, German and Dutch norms were included. Depending on the specifications in each norm, batch or continuous (column) tests were adopted. The study of the chemical reactions, as well as the analysis of the neo-formed compounds obtained by the contact between the dust and the leaching agents, helped to clarify different leaching behaviors for the metals in the dust. The Hydra-Medusa software was proposed as a tool, utilizing experimental concentration and pH values, to confirm and to complement results from X-ray diffraction analysis. Batch tests showed different results in relation to metals’ mobility when compared to column tests. The application of the procedures established in the Brazilian Norm yielded the results with the greatest differentiation between general batch tests. These differences can lead to distinct EDF’s classifications for toxicity. According to the Brazilian procedures, lead and cadmium were the elements that classified EDF as a toxic waste. According to the European and the Japanese norms, these elements were chromium and lead. Column tests, however, yielded smaller mobility indices for the metals in leachates, when compared to batch tests. The option for a dynamical leaching procedure is conclusive, with the use of columns, instead of batch tests. International procedures established for the leaching of solid residues, as well as the Brazilian and the North American, differ from the German in terms of concentration and metals. The lack of uniformity among those regulations was clear, due to the distinct results that their application led, in relation to the objective of this work.

O objetivo deste trabalho é elucidar alguns aspectos sobre termalização e decoerência em sistemas quânticos de baixa dimensionalidade. Para este fim, estudamos alguns sistemas com estrutura de níveis diferentes. Primeiro analisamos um sistema semelhante ao oscilador harmônico, isto é, um sistema sem degenerescência. Em seguida, analisamos um sistema de spins com e sem interação. Com o estudo destes sistemas, fomos capazes de determinar quando e como um sistema quântico perde correlação entre seus níveis de energia e atinge um estado estacionário com pesos de Boltzmann. Discutimos, também, alguns conceitos importantes na transição de uma Termodinâmica tradicionalmente clássica para uma abordagem quântica,como entropia, temperatura e reservatório de energia. / Our objective in this work is to elucidate some aspects about thermalization and decoherence in low dimensional quantum systems. To do so, we study some systems with different energy level structures. First we analyse a harmonic oscilator akin system, that is, a system without degenerescence. Then, we analyse a system of spins with and without interaction. Studing these systems, we were able to determine how and when a quantum system looses correlation between its energy levels and reaches a stationary state given by the Boltzmann distribution. We also discuss important concepts about the transition between a Classical Thermodynamics and its quantum counterpart. Some of these concepts are entropy, temperature and energy reservoir.