Water, which is essential for the existence of life, has almost a hundred properties that distinguish it from other liquids.In this paper, we will focus on its density, which, unlike the absolute majority of other liquids, increases with increasingtemperature in the vicinity of the solid-liquid transition, for a wide range of pressures, including ambient pressure. Ourapproach will present an analytical thermodynamic formulation for this problem that has as a novelty the introductionof a variable exclusion volume. We will consider the excluded volume a thermodynamic variable that depends onthe system's thermal conditions. This approach will be applied to the two-liquid theory of water, which claims thatwater molecules can be assembled into two different kinds of clusters. At a given state, the relative numbers of theseaggregates can be very sensitive to thermal variations, and, as the excluded volume for each of them is different, whentheir relative number changes, the total excluded volume also changes. We will show how to gather the ideas of a nonconstant excluded volume with the two-liquid theory of water into a new, elegant and non-trivial analytical expression for the density of water. In the end, we compare our expression with experimental data and show that it provides an exact understanding of the anomalous behavior of water density.
Supercapacitores demonstram ser uma alternativa viável de substituição das baterias em circuitos autônomos com baixo tempo de funcionamento. Pois conseguem armazenar energia suficiente, ao mesmo tempo que, devido a sua resistência interna baixa, possibilitam carga e descarga de maneira expressivamente mais rápida quando comparado a baterias. O presente trabalho busca maneiras de viabilizar o uso dos supercapacitores e demonstrar efetividade, por meio da construção de um protótipo de seguidor de linha modular. Dois módulos, um com baterias convencionais e outro com o supercapacitor poderão ser vinculados ao seguidor para assim comparar e provar a viabilidade do uso dos supercapacitores nesses circuitos. O módulo de supercapacitores depende de um circuito de aumento de tensão auto regulável com desenvolvimento relatado neste trabalho. Até então, cálculos de gasto e armazenamento de energia do sistema com supercapacitores apontam autonomia de 182,25 segundos em condições ideais. A construção do seguidor já foi concluída e os módulos estão em desenvolvimento. Apesar da pesquisa não estar concluída, os resultados obtidos apontam viabilidade na substituição de baterias por supercapacitores.
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