Efeitos da agitação térmica na formação de agregados micelares

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Fisícas e Matemáticas.Neste trabalho estudamos modelos teóricos e computacionais de sistemas micelares, a fim de explorar sua fenomenologia. Inicialmente descrevemos as moléculas anfifílicas, classificando-as de acordo com sua função química e ressaltando suas propriedades hidrofílicas e hidrofóbicas. Em seguida, damos os primeiros passos no entendimento da formação de agregados com a utilização da termodinâmica, observando seus tamanhos e formas. Introduzimos então os métodos de simulações em computadores destacando os de dinâmica molecular e de Monte Carlo, mostrando suas principais características e importância. Ao mesmo tempo, exibimos exemplos simples de aplicação de cada método, justificando a utilização do método de Monte Carlo para obtenção de nossos dados. São mostrados também os detalhes das simulações desde a modelagem até a implementação, ressaltando os problemas relacionados ao tempo de relaxação, efeitos de tamanho finito e correlações. Sendo um modelo computacional bastante aceito na literatura, realizamos ensaios de Monte Carlo em sistemas micelares em duas e três dimensões, dos quais obtemos informações sobre a concentração micelar crítica (CMC), polidispersividade e calor específico das soluções de moléculas anfifílicas. Estudamos a importância das várias energias de interação entre os componentes da solução e o comportamento das curvas de distribuição de tamanhos de agregados frente a mudança de comportamento não-micelar para o micelar em função da temperatura. Com o objetivo de resgatar algumas propriedades importantes dos sistemas anfifílicos, estudamos um modelo unidimensional de agregação baseado no modelo de Ising de spin 1. Este é resolvido exatamente a partir do método da matriz de transferência obtendo-se informações das curvas de distribuição de agregados e de uma possível CMC. Verificamos que este modelo unidimensional não é suficiente para representar um sistema anfifílico, dado que as curvas de distribuição de agregados não possuem um máximo e mínimo locais característicos dos sistemas micelares. Para este mesmo modelo unidimensional procuramos também pelas dinâmicas de spins que são necessárias à sua simulação. Observamos que as dinâmicas de Glauber e Kawasaki juntas levam a resultados numéricos em excelente concordância com os resultados exatos, o que nos permitirá realizar simulações em sistemas em maiores dimensões

Dynamic Transitions in a Two Dimensional Associating Lattice Gas Model

Using Monte Carlo simulations we investigate some new aspects of the phase diagram and the behavior of the diffusion coefficient in an associating lattice gas (ALG) model on different regions of the phase diagram. The ALG model combines a two dimensional lattice gas where particles interact through a soft core potential and orientational degrees of freedom. The competition between soft core potential and directional attractive forces results in a high density liquid phase, a low density liquid phase, and a gas phase. Besides anomalies in the behavior of the density with the temperature at constant pressure and of the diffusion coefficient with density at constant temperature are also found. The two liquid phases are separated by a coexistence line that ends in a bicritical point. The low density liquid phase is separated from the gas phase by a coexistence line that ends in tricritical point. The bicritical and tricritical points are linked by a critical $\lambda$-line. The high density liquid phase and the fluid phases are separated by a second $\tau$ critical line. We then investigate how the diffusion coefficient behaves on different regions of the chemical potential-temperature phase diagram. We find that diffusivity undergoes two types of dynamic transitions: a fragile-to-strong trans ition when the critical $\lambda$-line is crossed by decreasing the temperature at a constant chemical potential; and a strong-to-strong transition when the $\tau$-critical line is crossed by decreasing the temperature at a constant chemical potential.Comment: 22 page

Liquid polymorphism and density anomaly in a three-dimensional associating lattice gas

We investigate the phase diagram of a three-dimensional associating gas $(ALG)$ model. This model combines orientational ice-like interactions and ``van der Waals'' that might be repulsive, representing, in this case, a penalty for distortion of hydrogen bonds. These interactions can be interpreted as two competing distances making the connection between this model and continuous isotropic soft-core potentials. We present Monte Carlo studies of the $ALG$ model showing the presence of two liquid phase, two critical points and A density anomaly

Diffusion Anomaly in a three dimensional lattice gas

We investigate the relation between thermodynamic and dynamic properties of an associating lattice gas (ALG) model. The ALG combines a three dimensional lattice gas with particles interacting through a soft core potential and orientational degrees of freedom. From the competition between the directional attractive forces and the soft core potential results two liquid phases, double criticality and density anomaly. We study the mobility of the molecules in this model by calculating the diffusion constant at a constant temperature, $D$. We show that $D$ has a maximum at a density $\rho_{max}$ and a minimum at a density $\rho_{min}<\rho_{max}$. Between these densities the diffusivity differs from the one expected for normal liquids. We also show that in the pressure-temperature phase-diagram the line of extrema in diffusivity is close to the liquid-liquid critical point and it is partially inside the temperature of maximum density (TMD) line

SABERES, INTEGRAÇÃO E EDUCAÇÃO NO PROEJA FIC PRISIONAL: UMA EXPERIÊNCIA DE SUCESSO EM ALEGRETE

Este trabalho pretende dar visibilidade ao desenvolvimento das atividades, às dificuldades e tensionamentos do Curso de Formação Inicial e Continuada em Construção Civil Integrado ao Ensino Fundamental na Modalidade de Educação de Jovens e Adultos, o qual iniciou em março de 2010 e terminou em dezembro de 2011. O Curso faz parte do Programa Nacional de Integração da Educação Profissional com a Educação Básica na Modalidade de Educação de Jovens e Adultos, na Formação Inicial e Continuada Integrada com o Ensino Fundamental (PROEJA FIC), do Instituto Federal Farroupilha, Câmpus Alegrete/RS, e foi especialmente projetado para atender à demanda do Presídio Estadual de Alegrete/RS. Para a implantação do Curso, foi estabelecida uma parceria entre três Instituições, todas de Alegrete/RS: o Instituto Federal Farroupilha, a Universidade Federal do Pampa e a Secretaria Municipal de Educação e Cultura. Este Curso foi todo estruturado em conjunto: gestores, professores e alunos, sempre seguindo os ensinamentos de Paulo Freire, porquanto algumas de suas reflexões encontram-se neste relato