CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - FÍSICA Ensino Médio, 2ª Série CONCEITO DE TEMPERATURA
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- Rodrigo Cunha Azevedo
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1 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - FÍSICA Ensino Médio, 2ª Série CONCEITO DE TEMPERATURA
2 TERMOLOGIA É a parte da física que estuda os fenômenos relativos ao aquecimento, ao resfriamento ou às mudanças de estado físico em corpos que recebem ou cedem energia. Temperatura e Calor são objetos de estudo da Termologia.
3 TEMPERATURA Temperatura é a grandeza física associada ao estado de movimento ou à agitação das partículas que compõem os corpos (1). Moléculas muito agitadas = Temperatura alta. Moléculas pouco agitadas = Temperatura baixa.
4 MEDIÇÃO DE TEMPERATURA O termoscópio foi o primeiro instrumento construído para medir a temperatura, em 1597 por Galileu Galilei. Consiste em um bulbo cheio de ar, provido de um Imagem: Galilean thermoscope. Reproduction of the Institute and Museum for the History of Science of Florence. Source: Photo of Franca Principe - IMSS Florence. / Max Planck Institute for the History of Science / Berlin Declaration on Open Access to Knowledge in the Sciences and Humanities. tubo imerso em um recipiente contendo um líquido. Quando o ar aquece a pressão aumenta e o líquido desce.
5 TERMÔMETROS Todo dispositivo usado para medir temperatura é chamado de termômetro. Há vários tipos de termômetros. Os mais comuns são: Termômetro clínico; Termômetro de lâmina bimetálica; Termômetro a gás; Termômetro de rua.
6 Termômetro Clínico Tem por finalidade medir a temperatura do corpo humano, por. Imagem: Menchi / GNU Free Documentation License isso indica valores entre 35 C e 42 C.
7 Termômetro de Lâmina Bimetálica É utilizado para avaliar a temperatura em ambientes fechados, Imagem: / GNU Free Documentation License como fornos e câmaras frigoríficas.
8 Termômetro a Gás É utilizado para medir baixas temperaturas. É muito usado em laboratórios de pesquisa. Imagem: Kuroisam / Public Domain. (Tradução Nossa).
9 Termômetro de Rua É utilizado para registrar a temperatura do ar no local. Consiste em um circuito elétrico no interior de um relógio digital, que Imagem: ŠJů / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. capta a temperatura do ambiente.
10 EQUILÍBRIO TÉRMICO Todos os corpos, sempre que possível, tendem a ir espontaneamente para o mesmo estado térmico. Portanto: Dois ou mais sistemas físicos estão em equilíbrio térmico entre si quando suas temperaturas são iguais (2).
11 Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido. As partículas da água quente fornecem parte de sua energia de agitação para as partículas da água fria e vice-versa. A troca de energia só é interrompida quando o equilíbrio térmico é atingido.
12 CALOR Calor é a transferência de energia de um objeto ou sistema para outro, em razão, exclusivamente, da diferença de temperatura entre eles.
13 TEORIA DO CALOR COMO SUBSTÂNCIA (CALÓRICO) No século XVIII, o calor era considerado uma espécie de substância invisível ou um tipo de fluido. Segundo essa teoria, a substância calor ou calórico apresentava características especiais: penetrava facilmente na matéria; era atraída pela matéria; não podia ser criada nem destruída; não possuía massa.
14 A teoria do calórico se tornou obsoleta, quando não conseguiu explicar o aquecimento provocado por atrito entre dois objetos, Imagem: Lubyanka / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. como um esfregar de mãos, por exemplo.
15 AS UNIDADES DE MEDIDA DO CALOR A unidade oficial de calor no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Joule (J). No entanto, na resolução de problemas de troca de calor, dá-se preferência, por razões históricas, à unidade caloria (cal). 1 cal = 4,18 J
16 Caloria é quantidade de calor que 1 grama de água pura deve receber, sob pressão normal, para que sua temperatura seja elevada de 14,5 C para 15,5 C. A unidade múltipla quilocaloria (kcal) também é muito usada na medida de quantidade de calor. 1 kcal = cal = 103 cal
17 PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR A mudança da energia térmica da região de maior temperatura para a de menor temperatura pode ser processada de três maneiras distintas: condução; convecção; Irradiação.
18 CONDUÇÃO TÉRMICA É o processo de propagação de calor, no qual a energia térmica passa de partícula para partícula em um meio. Condução de calor através de uma barra de metal. Imagem: Clive M. Countryman / Forest Service - United States Department of Agriculture / U.S. Public Domain.
19 CONDUTORES E ISOLANTES TÉRMICOS Condutores térmicos são materiais nos quais o processo de condução do calor é acentuado. Imagem: grongar / Creative Commons Attribution 2.0 Generic. Exemplo: os metais.
20 Isolantes térmicos são materiais nos quais ocorre pouca ou nenhuma transmissão de calor. Imagem: Eurritimia / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Unported. Imagem: przykuta / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Exemplos: madeira e isopor.
21 CONVECÇÃO TÉRMICA É o processo de propagação de calor, no qual a energia térmica se propaga pela movimentação de massas líquidas ou gasosas, que alteram suas posições no meio devido à diferença de densidade.
22 A transferência de energia por convecção, só ocorre em materiais fluidos (líquidos ou gases). É um fenômeno cíclico, no qual formam-se correntes de convecção, ou seja, o fluido (ar ou água) mais quente tende a subir e o mais frio tende a descer.
23 A refrigeração dos alimentos em refrigeradores domésticos, assim como o aquecimento da água em uma chaleira Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido. acontecem por correntes de convecção. Imagem: Oni Lukos / GNU Free Documentation License
24 As brisas que ocorrem nas regiões litorâneas podem ser explicadas pela existência de correntes de convecção Imagem: Yue Guan / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. (Tradução Nossa). (3).
25 IRRADIAÇÃO TÉRMICA É o processo de propagação de calor em que a energia térmica se propaga sob a forma de ondas eletromagnéticas. A energia chega até o indivíduo, por um tipo de radiação que se propaga tanto na matéria, como no vácuo.
26 A energia do Sol, que viaja no vácuo e aquece o nosso planeta, Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido. é transmitida por irradiação térmica. Imagem da terra: Heikenwaelder Hugo, Austria / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.
27 Alguns materiais como o vidro e o plástico dificultam a passagem da radiação térmica (forma de transmissão do calor por meio de radiação eletromagnética), mas permitem a passagem da luz, por isso a maioria das estufas possuem cobertura de vidro ou de plástico. Imagem: Joseolgon / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
28 EFEITO ESTUFA A presença de vapor de água e gás carbônico faz a atmosfera reter grande parte das ondas emitidas pelos objetos da superfície terrestre. Esse efeito é fundamental para que a Terra tenha uma temperatura média adequada.
29 A preocupação dos cientistas é porque as atividades humanas estão aumentando muito esse efeito. Então, de um fenômeno benéfico e essencial, o efeito estufa poderá se tornar catastrófico.
30 Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido / Imagem da terra: Heikenwaelder Hugo, Austria / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.
31 DIFERENÇA ENTRE TEMPERATURA E CALOR Temperatura é a medida do grau de agitação das moléculas de um sistema. Calor é a forma de transferir energia de um corpo ou sistema para outro.
32 LEMBRANDO A propagação do calor pode ocorrer por três processos: condução, convecção e irradiação. A condução acontece, em geral, nos sólidos. A convecção predomina nos líquidos e gases, através de correntes de convecção. A irradiação ocorre pela radiação; não é necessária a presença da matéria.
33 Tabela de Imagens Slid e 4 Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso Galilean thermoscope. Reproduction of the Institute and Museum for the berlin.mpg.de/en/research/projects/de 2 History of Science of Florence. Source: PT1_VallerianiPhoto of Franca Principe - IMSS GalileoEngineer/MV_GE_Col_Img_03.jp Florence. / Max Planck Institute for the g/showimage History of Science / Berlin Declaration on Open Access to Knowledge in the Sciences and Humanities 6 Menchi / GNU Free Documentation 09/03/201 License :Clinical_thermometer_38.7.JPG / GNU Free Documentation 09/03/201 License : _1315_2558-Bimetall2 Zeigerthermometer.jpg 8 Kuroisam / Public Domain. 09/03/201 :TermometroDeGas.png 2 9 ŠJu / Creative Commons Attributionhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File 09/03/201 Share Alike 3.0 Unported. :Prosek,_displej_ 2 %C4%8Dasu_a_teploty_a_kamera,_tepl ota.jpg 11 SEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/ Lubyanka / Creative Commons 09/03/201 Attribution-Share Alike 3.0 Unported. :Massage-hand-4.jpg 2 18 Clive M. Countryman / Forest Service /03/201
34 Tabela de Imagens Slid e Autoria / Licença 19 grongar / Creative Commons Attribution 2.0 Generic. 20a przykuta / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. 20b Eurritimia / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Unported. 23a SEE-PE 23b Oni Lukos / GNU Free Documentation License 24 Yue Guan / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. 26a SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido. 26b Heikenwaelder Hugo, Austria / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic. 27 Joseolgon / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. 30a SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido / 07/05/08/o-efeito-de-estufa-ii/ Link da Fonte Data do Acesso 09/03/201 Bain-marie.jpg?uselang=en /03/201 SMBL_lyzki_p.jpg Acervo SEE-PE 09/03/ /03/201 Convection.gif /03/201 Diurnal_wind_change_in_coastal_area.p 2 ng Acervo SEE-PE 19/03/ /03/201 Celestia_earth2.jpg /03/201 Braga_Pedagogical_Farm_Estufa.jpg 2 Acervo SEE-PE a partir de 19/03/ Earth-Erde.jpg.
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