sexta-feira, 8 de fevereiro de 2019













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Eletrostática (do grego elektron + statikosestacionário) é o ramo da eletricidade que estuda as propriedades e o comportamento de cargas elétricas em repouso.

    Histórico

    O estudo científico da eletrostática não é dividido em três partes como muita gente pensa: atrito, contato e indução. O fenômeno eletrostático mais antigo conhecido é o que ocorre com o âmbar amarelo no momento em que recebe o atrito e atrai corpos leves.
    Tales de Mileto, no século VI a.C., já conhecia o fenômeno e procurava descrever o efeito da eletrostática no âmbar. Também os indianos da antiguidade aqueciam certos cristais que atraiam cinzas quentes atribuindo ao fenômeno causas sobrenaturais. O fenômeno porém, permaneceu através dos tempos apenas como curiosidade.
    No século XVIWilliam Gilbert utilizou a palavra "eletricidade", esta derivada da palavra grega elektron que era o nome que os gregos davam ao âmbar. Gilbert reconheceu que a propriedade eletrostática não era restrita ao âmbar amarelo, mas que diversas outras substâncias também o manifestavam, entre estas diversas resinas, vidros, o enxofre, entre outros compostos sólidos. Através do fenômeno da eletrostática nos sólidos, observou-se a propriedade dos materiais isolantes e condutores.
    Otto von Guericke inventou o primeiro dispositivo gerador de eletricidade estática. Esse era constituído de uma esfera giratória composta de enxofre com o qual foi conseguida a primeira centelha elétrica através de máquinas.
    Em 1727Stephen Gray notou que os condutores elétricos poderiam ser eletrizados desde que estivessem isolados. Charles Du Fay descobriu que existiam dois tipos de eletricidade, a vítrea, e a resinosa, a primeira positiva e a segunda negativa.
    Petrus Van Musschenbroek em 1745 descobriu a condensação elétrica ao inventar a garrafa de Leyden, o primeiro capacitor, que permitiu aumentar os efeitos das centelhas elétricas. Garrafas de Leyden são usadas até os dias de hoje em Máquinas Eletrostáticas como a Máquina de Wimshurst.
    Benjamin Franklin, com sua experiência sobre as descargas atmosféricas, demonstrou o poder das pontas inventando o pára-raios, porém foi Coulomb quem executou o primeiro estudo sistemático e quantitativo da estática demonstrando que as repulsões e atrações elétricas são inversamente proporcionais ao quadrado da distância, em 1785. Descobriu ainda o cientista, que a eletrização ocorrida nos condutores é superficial.
    Os resultados obtidos por Coulomb foram retomados e estudados por Pierre Simon LaplaceSiméon Denis PoissonBiotCarl Friederich Gauss e Michel Faraday.

    Princípios da eletrostática[editar | editar código-fonte]

    Eletrização de um condutor por indução
    Átomos que possuem um número igual de elétrons e prótons são considerados eletricamente neutros. Quando um átomo perde elétrons, torna-se um íon positivo (cátion), quando recebe elétrons torna-se um íon negativo (ânion). A carga elétrica quantizada tem como a menor carga a de um elétron ou de um próton. A unidade de carga no Sistema Internacional é o coulomb (C) e equivale a aproximadamente  vezes a carga elementar. Materiais condutores, como os metais, em função dos elétrons livres de sua última camada eletrônica são capazes de interagir eletricamente e possuem tendência ao equilíbrio eletrostático. A transferência de carga por indução é facilitada em condutores. Os isolantes possuem forte energia de ligação com seus elétrons, o que dificulta a transferência. A forma mais eficiente de eletrizar um isolante é através do atrito.
    Segundo o princípio da conservação da carga elétrica, num sistema eletricamente isolado é constante a soma algébrica das cargas elétricas.
    No estudo da eletrostática, a superposição é um fato experimental e podemos dizer que o princípio da superposição mostra que a interação entre duas cargas Q e q ou cargas quaisquer não é modificada pela presença de outras. Uma carga elétrica q, onde sua posição é dada em função do tempo exerce uma força F em outra carga Q de trajetória a ser calculada, em geral as cargas q e Q estão em movimento. Se considerarmos um caso especial da eletrostática no qual as cargas Q são estacionárias e as cargas q possam estar em movimento, então podemos calcular a força F entre duas partículas isoladamente e no caso de varias partículas faremos a soma vetorial de todas essas forças individuais:
    A princípio a força em Q depende da distância entre q, da velocidade e da aceleração dessa partícula em algum instante de tempo. A Lei de Coulomb e o Princípio da superposição são fundamentos físicos da eletrostática. [1]

    Ferramentas[editar | editar código-fonte]

    • : quantidade de cargas (C)
    • : prótons em excesso
    • : elétrons em excesso
    • : carga elementar
    • Carga elétrica elementar (e): 
    • Próton: 
    • Elétron: 

    Fórmulas[editar | editar código-fonte]

    • Para se medir a quantidade de carga de um corpo, usa-se: 

    Força Elétrica[editar | editar código-fonte]

    Em 1785, Charles Augustin de Coulomb publicou os resultados experimentais na investigação da quantificação da força elétrica. Tomando duas cargas (digamos,  e ), foi constatado por Coulomb que a força entre as cargas é diretamente proporcional ao produto  e inversamente proporcional ao quadrado da distância  entre as cargas, e que a direção dessa força é a direção da distância entre as partículas [2]. Sendo assim, seja  a força exercida por  em  e seja  o vetor posição de  em relação a  e seja ainda  o seu módulo:
    Essa equação é a chamada Lei de Coulomb.O fator  é uma constante de proporcionalidade, também conhecida como constante de coulomb e vale, no vácuo.
    Posteriormente, essa constante foi adaptada, de forma que atualmente adota-se
    Em que  é a chamada constante de permissividade do vácuo.

    Campo Elétrico[editar | editar código-fonte]

    Campo Coulombiano[editar | editar código-fonte]

    O campo elétrico é um campo vetorial, existente em todo o espaço sempre que há no mínimo uma carga elétrica presente, e foi historicamente definido por:
    Em que  é uma carga de prova que se põe naquele ponto. Sendo assim, se houver apenas uma carga  gerando um campo elétrico no vácuo, esse campo valerá:
    Em que  é o vetor posição, tomando como origem do sistema de coordenadas a carga  e  é o módulo desse vetor.

    Lei de Gauss[editar | editar código-fonte]

    Lei de Gauss é uma equação que dá o fluxo (física) de um campo elétrico para qualquer corpo carregado: Seja  uma superfície fechada qualquer do espaço e seja  a carga total contida no interior de , tomando  em que  é um vetor unitário sempre perpendicular à superfície :
    O que nos permite voltar para a forma coulombiana do campo, tomando uma carga pontual  e seja  a esfera de raio  ao redor desse ponto - na qual sabemos que o campo é igual em todos os pontos - teremos que:
    Ou seja, sabendo que o campo tem a direção de  - o que nos permitiu tirar os vetores, já que  - concluimos que:
    A Lei de Gauss é uma das quatro Equações de Maxwell em sua forma integral. Podemos levá-la para a forma diferencial ao aplicar o Teorema da Divergência:
    Em que  é o volume contido em . Mas, podemos dizer que , em que  é a densidade de carga no interior de . Nesse caso:
    E portanto, obtém-se a forma diferencial da Lei de Gauss que é:

    Energia[editar | editar código-fonte]

    Ver artigo principal: Energia eletrostática
    A energia eletrostática é a energia fornecida por uma distribuição de cargas elétricas estáticas. Nessa distribuição, o trabalho necessário para mover uma determinada carga de lugar ou adicionar outra é devido à energia eletrostática armazenada à configuração.
    A energia eletrostática também é conhecida como a energia potencial de um sistema, e não deve ser confundida com o potencial elétrico associado à distribuição de carga. Para evitar confusão, o nome energia potencial deve ser cuidadosamente empregado em eletrostática.

    Cálculo[editar | editar código-fonte]

    Para duas cargas:
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    onde  é a constante de permissividade elétrica do vácuo, e  é a distância entre as cargas.
    A energia total de uma configuração de  cargas, pelo princípio da superposição, é a soma das interações mútuas de cada par de cargas elétricas:
    .
    potencial elétrico  é definido como a energia potencial por unidade de carga:
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    Para uma distribuição contínua de cargas, como numa densidade volumétrica de carga , podemos definir a energia em função do potencial elétrico:
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    Ligação iônica (português brasileiro) ou iónica (português europeu) é um tipo de ligação química baseada na atração eletrostática[1] de íons com cargas opostas. Na formação da ligação iônica o metal do elétron, devido a sua baixa eletronegatividade[2] formando um íon positivo ou cátion, ao não metal que acomoda esse elétron na camada de valência tornando-se ânion. No sal de cozinha a ligação química entre os íons sódio e cloreto é iônica. O átomo do não metal tem uma configuração eletrônica semelhante a de um gás nobre, quase totalmente preenchida de elétrons. Ele têm alta eletronegatividade e facilmente ganha um elétron formando um íon negativo ou ânion. A ligação Iônica é a mais forte das ligações primárias.
    A ligação iônica ocorre somente se a variação da energia total da reação é favorável—quando os átomos ligados têm energia mais baixa que os átomos livres. Quanto maior a variação da energia total, mais forte se torna a ligação.
    Estudos revelaram que não existe ligação iônica pura. Todas ligações iônicas têm um grau de ligação covalente ou ligação metálica. Quanto maior a diferença na eletronegatividade entre dois átomos mais iônica se torna a ligação. Compostos iônicos conduzem eletricidade quando fundidos ou em solução. Eles geralmente têm um alto ponto de fusão e tendem a ser solúveis em água.

      Efeitos da polarização

      Imagem de dois íons, por exemplo Na+ e Cl- formando uma ligação iônica. Os orbitais eletrônicos geralmente não se sobrepõem (i.e., orbitais moleculares não são formados), devido ao fato de que cada íon chega ao estado energético mais baixo e a ligação é baseada somente (teoricamente) em interações eletrostáticas entre os íons positivo e negativo.
      Os íons em cristais de compostos predominantemente iônicos são esféricos, mas, se o íon positivo é pequeno e/ou altamente carregado, será distorcida a nuvem eletrônica do íon negativo. Essa polarização do íon negativo leva a criação de uma densidade de carga extra entre os dois núcleos atômicos, i.e., a covalência parcial. Íons negativos grandes são mais facilmente polarizados, mas, normalmente, o efeito só tem relevância quando íons positivos com cargas de 3+ (ex., Al3+) estão envolvidos (ex., AlCl3 puro é uma molécula covalente). No entanto, íons com carga 2+ (Be2+) ou até com carga 1+ (Li+) demonstram algum grau de polarização devido ao seu pequeno raio atômico (ex., LiI é iônico, mas tem algum caráter covalente). O Grau de Polarização depende da relação de carga e do tamanho do íon, geralmente chamada de densidade de carga.

      Estrutura iônica[editar | editar código-fonte]

      Compostos iônicos no estado sólido formam uma estrutura iônica contínua em um cristal iônico. A forma mais simples de cristal iônico é um cúbico simples. Nessa forma todos os átomos estão posicionados nas extremidades de um cubo. Essa célula unitária tem a massa que é a mesma de 1 dos átomos envolvidos. Quando todos os íons têm aproximadamente o mesmo tamanho, eles podem formar uma estrutura igual chamada cúbica de face-centrada (onde a massa é 4 vezes massa atômica), mas, quando os íons têm tamanhos diferentes, a estrutura é geralmente cúbica de corpo-centrado (2 vezes a massa). Em retículos iônicos o número de coordenação se refere ao número de íons que cada retículo está ligado.
      A estrutura do cristal iônico é dependente das energias de coesão existentes no cristal, que, por sua vez, são as energias de atração e repulsão que existem entre os átomos que fazem parte do cristal iônico. Conforme já descrito, as interações são coulômbicas, ou seja, eletroestáticas e a energia pode ser calculada pela seguinte relação:
      Onde k = 4πԑ0, com ԑ0 sendo a constante de permissividade do vácuo, Z+ e Z_ referem-se às cargas dos compostos e r representa a distância entre as cargas. Ainda assim, uma outra fórmula pode relacionar melhor o fenômeno, considerando todas as interações existentes entre todos os átomos e considerar o fator geométrico do sólido, através da constante de Madelung (A, A = 0,69315) e a constante de Born-Landé (B), que relaciona as forças de repulsão existentes quando há a superposição de distribuições eletrônicas, inclusive:
      Em que n é o expoente de Born. O segundo membro dessa soma representa a força de repulsão existente no cristal iônico.[3]

      Ligações iônicas versus ligações covalentes[editar | editar código-fonte]

      Em uma ligação iônica, os átomos estão ligados pela atração de íons com cargas opostas, enquanto que em uma ligação covalente, os átomos estão ligados por compartilhamento de elétrons. Na ligação covalente, a geometria molecular de cada átomo é determinada pelas regras da VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory - Teoria da repulsão entre os pares de elétrons da camada de valência), enquanto que, em materiais iônicos, a geometria segue as regras do empacotamento máximo e a resultante das cargas desses íons no empacotamento tende a ser nula.
      Há, no entanto, uma tênue linha divisória entre a ligação covalente e a iônica. Com relação à eletronegatividade dos elementos participantes, Linus Pauling estabeleceu que se a diferença de eletronegatividade () for superior a 1,7, a ligação é iônica. No entanto, pode-se dizer que a ligação Carbono-Bromo ( < 1,65) tem caráter levemente iônico.
      De uma maneira mais precisa e mais visualizável, o Triângulo de Ketelaar[4] é uma proposta de entendimento eficaz do caráter iônico, covalente e/ou metálico, do composto a ser analisado. Essa espécie de diagrama leva em consideração a eletronegatividade de Pauling (dado expresso na tabela periódica) e a diferença de eletronegatividade entre os átomos participantes da interação. Com isso, o caráter iônico de certos compostos pode ser observado de maneira mais precisa e, além disso, o caráter covalente dos compostos considerados iônicos pode ser verificado também. Não apenas esses, mas o caráter metálico também pode ser verificado nesse diagrama. Compostos como o HF (fluoreto de hidrogênio) é considerado um composto covalente, porém, quando observado sob a ótica do Triângulo de Ketelaar, demonstra um acentuado caráter iônico. As três características (iônica, metálica e covalente) são representadas em cada um dos vértices do triângulo e, quanto mais houver proximidade dos vértices, maior proximidade do caráter designado por este.







      Estadologia Graceli – 4. E princípio entrópico tempo / instabilidade.


      Estados de Graceli de matéria, energias, momentuns, inércias, e entropias.


      Estados térmico.
      Estado quântico.
      De dilatação.
      De entropia.
      De potencia de entropia e relação com dilatação.
      De magnetismo [correntes, momentum e condutividades]..
      De eletricidade [correntes, momentum e condutividades].
      De condutividade.
      De mometum e fluxos variados.
      De potencial inercial da matéria e energia.
      De transformação.
      De comportamento de cargas e interações com elétrons.
      De emaranhamentos e transemaranhamentos.
      De paridades e transparidades.
      De radiação.
      Radioatividade.
      De radioisótopos.
      De relação entre radioatividade, radiação, eletromagnetismo e termoentropia.
      De capacidade e potencialidade de resistir a pressão, a capacidade de resistir a pressão e transformar em entropia e momentum.

      De resistir à temperaturas.
      E transformar em dilatação, interações entre partículas, energias e campos.
      Estado dos padrões de variações e efeitos variacionais.
      Estado de incerteza dos fenômenos e entre as suas interações.


      E outros estados de matéria, energia, momentum, tipos de inércia [como de inércia potencial de energias magnética, elétrica, forte e fraca, dinâmica, geométrica [côncava, convexa e plana] em sistema.


      E que todos estes tipos de estados tendem a ter ações de uns sobre os outros, formando um aglomerado de fenômenos de efeitos na produção de novas causas. E de efeitos variacionais de uns sobre os outros, ou seja, um sistema integrado.



      Sobre padrões de entropia.

      Mesmo havendo uma desordem, esta desordem segue alguns parâmetros futuros e que dependem de condições dos estados de Graceli, ou seja, a desordem segue alguns padrões e ordens conforme avança e passa por fases e agentes fenomênicos, estruturais e geométricos.


      Porem, a reversibilidade se torna impossível, aumenta a instabilidade e as incertezas de posição, intensidade, variações, efeitos e outros fenômenos conforme as próprias intensidades de dilatações, e agentes e estados envolvidos.


      Levando em consideração que mesmo havendo ordem não é possível a reversibilidade do estado e condições em que se encontravam a energia, matéria, momentum, inércias, dimensões, e outros agentes.


      A temperatura pode voltar ao seu lugar e ao seu ponto inicial, mas não as estruturas das partículas, as intensidades infinitésimas de padrões de energias, e nem o grau de oscilações que a energias, as interações, as transformações que passam estas partículas e suas energias, estruturas e interações, e as interações e intensidades de grau de variação de cada agente.


      Porem, a desordem é temporal, ou seja, com o passar do tempo outras ordens e padrões se afirmarão.


      Sendo que também a entropia varia conforme intensidade de instabilidade por tempo. E tempo por intensidade de instabilidade.


      Assim, segue efeitos variacionais e de incertezas por instabilidade de energia adicionada, e de tempo.


      Ou seja, uma grande instabilidade e desordem em pouco tempo vai levar a uma grande e instável por mais tempo uma entropia.


      Do que um grande tempo com pequena intensidade de instabilidade e energia adicionada num sistema ou numa variação térmica.


      Ou mesmo numa variação eletromagnética, ou mesmo na condutividade.


      Princípio tempo instabilidade de Graceli.

      Assim, a desordem acaba por encontrar uma ordem se não acontecer nenhuma instabilidade novamente. Pois, as partículas e energias tendem a se reorganizar novamente conforme o passar do tempo,  e esta reorganização segue um efeito progressivo em relação à desordem e tempo. Como os vistos acima.


      Ou seja, aquela organização anterior não vai mais acontecer, pois, segue o princípio da irreversibilidade, mas outras organizações se formarão conforme avança o tempo de estabilidade.


      as dimensões categorias podem ser divididas em cinco formas diversificadas.

      tipos, níveis, potenciais, tempo de ação, especificidades de transições de energias, de fenômenos, de estados de energias, físicos [estruturais], de fenômenos, estados quântico, e outros.



      paradox of the system of ten dimensions and categories of Graceli.



      a four-dimensional system can not define all the energies, changes of structures, states and phenomena within a structure, that is why there are ten or more dimensions, I have developed and I work with ten, but nature certainly goes beyond ten, with this we move to a decadimensional and categorial universe.



      that is, categories ground the variables of phenomena and their interactions and transformations.



      and with this we do not have a relationship with mass, but with structure, therefore, a structure carries with it much more than mass, since also mass is related to forces, inertia, resistances and energies.



      but structures are related to transitions of physical states, quantum, energies, phenomena, and others.



      as well as transitions of energies, phenomena, categories and dimensions.

      paradoxo do sistema de dez dimensões e categorias de Graceli.

      um sistema de quatro dimensões não tem como definir todas as energias, mudanças de estruturas, estados e fenômenos dentro de uma estrutura, por isto se tem dez ou mais dimensões, desenvolvi e trabalho com dez, mas a natureza com certeza vai alem das dez, com isto caminhamos para um universo decadimensional e categorial.

      ou seja, as categorias fundamentam as variáveis dos fenõmenos e suas interações e transformações.

      e com isto não se tem uma relação com massa, mas com estrutura, pois, uma estrutura carrega consigo muito mais do que massa, uma vez também que massa está relacionado com forças, inércia, resistências e energias.

      mas estruturas está relacionado com transições de estados físicos, quântico, de energias, de fenômenos, e outros.

      como também transições de energias, fenômenos, categorias e dimensões.







       = entropia reversível

      postulado categorial e decadimensional Graceli.

      TUDO QUE ESTÁ RELACIONADO COM ENERGIA, ESTRUTURAS, FENÔMENOS E DIMENSÕES ESTÁ INSERIDO NO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.


      todo sistema decadimensional e categorial é um sistema transcendente e indeterminado.
      matriz categorial Graceli.

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      1] Cosmic space.
      2] Cosmic and quantum time.
      3] Structures.
      4] Energy.
      5] Phenomena.
      6] Potential.
      7] Phase transitions of physical [amorphous and crystalline] states and states of energies and phenomena of Graceli.
      8] Types and levels of magnetism [in paramagnetic, diamagnetic, ferromagnetic] and electricity, radioactivity [fissions and fusions], and light [laser, maser, incandescence, fluorescence, phosphorescence, and others.
      9] thermal specificity, other energies, and structure phenomena, and phase transitions.
      10] action time specificity in physical and quantum processes.




      Sistema decadimensional Graceli.

      1]Espaço cósmico.
      2]Tempo cósmico  e quântico.
      3]Estruturas.
      4]Energias.
      5]Fenômenos.
      6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico,  e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.
      7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.
      8]Tipos e níveis de magnetismo [em paramagnéticos, diamagnético, ferromagnéticos] e eletricidade, radioatividade [fissões e fusões], e luz [laser, maser, incandescências, fluorescências, fosforescências, e outros.
      9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.
      10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.


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      Matriz categorial de Graceli.


      T l    T l     E l       Fl         dfG l   
      N l    El                 tf l
      P l    Ml                 tfefel 
      Ta l   Rl
               Ll
               Dl


      Tipos, níveis, potenciais, tempo de ação, temperatura, eletricidade, magnetismo, radioatividade, luminescências, dinâmicas, estruturas, fenômenos, transições de fenômenos e estados físicos, e estados de energias, dimensões fenomênicas de Graceli.

      [estruturas: isótopos, partículas, amorfos e cristalinos, paramagnéticos, dia, ferromagnéticos, e estados [físicos, quântico, de energias, de fenômenos, de transições, de interações, transformações e decaimentos, emissões e absorções, eletrostático, condutividade e fluidez]].
      trans-intermecânica de supercondutividade no sistema categorial de Graceli.

      EPG = d [hc] [T / IEEpei [pit] = [pTEMRLD] and [fao] [itd] [iicee] tetdvd [pe] cee [caG].]

      p it = potentials of interactions and transformations.
      Temperature divided by isotopes and physical states and potential states of energies and isotopes = emissions, random wave fluxes, ion interactions, charges and energies structures, tunnels and entanglements, transformations and decays, vibrations and dilations, electrostatic potential, conductivities, entropies and enthalpies. categories and agents of Graceli.

      h e = quantum index and speed of light.

      [pTEMRlD] = THERMAL, ELECTRICAL, MAGNETIC, RADIOACTIVE, Luminescence, DYNAMIC POTENTIAL] ..


      EPG = GRACELI POTENTIAL STATUS.

      [pTFE] = POTENCIAL DE TRANSIÇÕES DE FASES DE ESTADOS FÍSICOS E DE ENERGIAS E FANÔMENOS [TRANSIÇÕES DE GRACELI]

      , [pTEMRLD] [hc] [pI] [PF] [pIT][pTFE] [CG].