Unidade I. Aula 1.2 Conteúdo. Termologia, Vida e Ambiente

Transcrição

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2 Unidade I Termologia, Vida e Ambiente Aula 1.2 Conteúdo Termologia: Termometria - equação de conversão entre as escalas termométricas / exercícios de fixação.

3 Habilidades: Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas, tais como: calor e temperatura.

4 REVISÃO Como vimos na 1ª. Aula, é possível avaliar a temperatura e, essa avaliação deve ser feita por meio de um processo indireto, usando-se um segundo corpo que sofra alterações mensuráveis em algumas de suas propriedades físicas quando estiver no processo de busca do equilíbrio térmico com o primeiro, esse corpo é chamado de termômetro.

5 REVISÃO

6 REVISÃO Nas farmácias podemos encontrar um outro termômetro clínico que não utiliza o mercúrio, mas sim um dispositivo eletrônico capaz de indicar a temperatura do corpo humano com uma boa precisão. Uma pequena bateria fornece energia para seu funcionamento.

7 REVISÃO

8 REVISÃO Termômetro de Lâmina bimetálica

9 REVISÃO Termômetro de Lâmina bimetálica em espiral

10 REVISÃO Lâmina bimetálica

11 REVISÃO Pirômetro óptico

12 REVISÃO Termômetro de gás

13 REVISÃO Termômetro de máxima e mínima

14 Escalas Termométricas

15 Escalas Termométricas É um conjunto de valores numéricos em que cada valor está associado a uma determinada temperatura.

16 Pontos fixos fundamentais São denominados como sendo: Ponto de gelo: temperatura na qual o gelo e a água permanecem em equilíbrio térmico quando sob pressão normal; Ponto de vapor: temperatura na qual a água entra em ebulição sob pressão normal.

17 Escalas Celsius e Fahrenheit Na escala Celsius: temos cem divisões iguais entre os pontos fixos, cada divisão correspondente à unidade da escala, que recebe o nome de grau Celsius, simbolizada por C. Na escala Fahrenheit: temos cento e oitenta divisões iguais entre os pontos fixos, sendo a unidade da escala denominada grau Fahrenheit, simbolizada por F.

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19 Conversão entre as escalas Celsius e Fahrenheit A equação de conversão: ϴc 5 = ϴf 32 9

20 Exemplo 1 Um jornalista, em visita aos Estados Unidos da América, passou pelo deserto de Mojave, onde são realizados os pousos dos ônibus espaciais da NASA. Ao parar em um posto de gasolina, à beira da estrada, ele observou um grande painel eletrônico que indicava a temperatura local na escala Fahrenheit. Ao fazer a conversão para a escala Celsius, ele encontrou o valor 45 C. Que valor ele havia observado no painel?

21 Resolução Aplicando a equação de conversão entre as escalas Celsius e Fahrenheit, temos θ c 5 = θ 32 F = θ 32 F 9 θ F =113 F

22 Exemplo 2 Um turista brasileiro, ao descer no aeroporto de Chicago (EUA), observou um termômetro marcando a temperatura local (68 F). Fazendo algumas contas, ele verificou que essa temperatura era igual à de São Paulo, quando embarcara. Qual era a temperatura de São Paulo, em graus Celsius, no momento do embarque do turista?

23 Resolução θ c 5 = θ 32 F 9 θ C 5 = θ C =20 C

24 O Zero absoluto É o limite inferir de temperatura de um sistema. É a temperatura correspondente ao menor estado de agitação das partículas, isto é, um estado de agitação praticamente nulo.

25 A escala absoluta A escala Kelvin, também denominada escala absoluta, tem sua origem no zero absoluto e utiliza o grau Celsius como unidade de variação. O símbolo da unidade da escala Kelvin é K.

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27 A equação de conversão entre as escalas Celsius e Kelvin é dado por: T K = θ C OU θ( C)=T K -273

28 Exemplo 3 A menor temperatura até hoje registrada na superfície da Terra ocorreu em 21 de Julho de 1983 na estação russa de Vostok, na Antártida, e seu valor foi de -89,2 C. Na escala Kelvin, que valor essa temperatura assumiria?

29 Resolução θ( C)=T K , 2 = T K 273 T K = 183, 8 K

30 1. Dois termômetros, um graduado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit, são mergulhados em um mesmo líquido. A leitura em Fahrenheit supera em 100 unidades a leitura em Celsius. Qual era a temperatura desse líquido?

31 2. As pessoas costumam dizer que, na cidade de São Paulo, podemos encontrar as quatro estações do ano em um mesmo dia. Claro que essa afirmação é um tanto exagerada. No entanto, não é difícil termos variações de até 15 C em um mesmo dia. Na escala absoluta Kelvin, que valor representaria essa variação de temperatura?

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33 1. Do enunciado do exercício, podemos escrever: Ө F = Ө C ( I ) A relação entre as escalas citadas é dada por:

34 θ θ 32 c 5 = f 9 (II Substituindo (I) em (II), temos:

35 2. Como a escala Kelvin utiliza a mesma unidade da escala Celsius, temos: ΔӨ C = ΔT = 15 ΔT = 15K

36 RESUMO DO DIA Introdução à termologia

37 RESUMO DO DIA

38 RESUMO DO DIA

39 RESUMO DO DIA

40 RESUMO DO DIA

41 Introdução à termologia

42 RESUMO DO DIA Diferença entre temperatura e calor Temperatura: resultado da agitação das moléculas de um corpo. Calor: energia transferida de um corpo de maior temperatura a outro, de menor temperatura, quando em contato, até ambos atingem, o equilíbrio térmico.

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44 RESUMO DO DIA Escalas Celsius e Fahrenheit Na escala Celsius: temos cem divisões iguais entre os pontos fixos, cada divisão correspondente à unidade da escala, que recebe o nome de grau Celsius, simbolizada por C. Na escala Fahrenheit: temos cento e oitenta divisões iguais entre os pontos fixos, sendo a unidade da escala denominada grau Fahrenheit, simbolizada por F.

45 RESUMO DO DIA

46 RESUMO DO DIA Conversão entre as escalas Celsius e Fahrenheit A equação de conversão: θ c 5 = θf 32 9

47 RESUMO DO DIA O Zero absoluto É o limite inferir de temperatura de um sistema. É a temperatura correspondente ao menor estado de agitação das partículas, isto é, um estado de agitação praticamente nulo.

48 RESUMO DO DIA A escala absoluta a escala Kelvin, também denominada escala absoluta, tem sua origem no zero absoluto e utiliza o grau Celsius como unidade de variação. O símbolo da unidade da escala Kelvin é K.

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50 1. Com base na aula de hoje, explique onde você pode aplicar a Termologia no seu cotidiano?

51 Alguns estados térmicos interessantes A maior temperatura já registrada na superfície da Terra foi de 58 C, em 13 de setembro 1922 na cidade de El Azizia, próximo de Trípoli, na Líbia (norte da África), e a menor foi de -89,2 C, em 21 de julho de 1983, na estação russa de Vostok, na Antártida. A menor temperatura obtida em laboratório é da ordem de 10-7 K.

52 No quadro a seguir, podemos observar alguns dos principais estados térmicos expressos nas escalas convencionais: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Observe que os valores apresentados estão em ordem crescente de temperatura.

53 Celsius Fahrenheit Kelvin Zero absoluto -273,15-459,67 0 Ar liquefeito ,2 234 Menor temperatura na superfície da Terra Ponto de solidificação do mercúrio ,2 234 Ponto de gelo ,15 Maior temperatura na superfície da Terra Ponto de vapor ,15 Ponto de vapor, ponto de combustão do papel Ponto de combustão de madeira Ponto de fusão do chumbo Temperatura na chama do gás natural Ponto de fusão do ferro Temperatura na superfície do sol