Introdução à Termologia

Transcrição

1 Introução à Termoloia Termoloia é a parte a Física que estua a eneria térmica. Definições importantes: Eneria interna: É a soma as enerias cinéticas as moléculas e um corpo. Calor (eneria térmica: É a parcela e eneria interna que passa e um corpo para outro, quano entre eles há uma iferença e nível e eneria interna, ou seja, é eneria em trânsito. Temperatura: Nível e eneria interna. Em síntese, a eneria interna passa e um corpo que possui maior nível e eneria interna, isto é, temperatura, para outro com menor nível.

2 Termometria É a parte a Termoloia que estua as meias e meições as temperaturas Escalas Termométricas: Chama-se e escala termométrica a seqüência orenaa as temperaturas que efinem toos os estaos térmicos, orenaos a partir os que possuem menos calor (ou seja, os mais frios aos que possuem mais calor (ou seja, os mais quentes. Para rauar um termômetro, e, conseqüentemente, criar uma escala termométrica, é necessário estabelecer valores para a temperatura e ois estaos térmicos bem caracterizaos, chamaos e pontos fixos, e que possam ser reprouzios com faciliae. Geralmente os estaos térmicos escolhios corresponem a muanças e estao a áua sob pressão normal e constante, e são enominaos pontos fixos funamentais. São eles: a Ponto o elo ponto e fusão o elo. b Ponto o vapor ponto e ebulição a áua. - Escalas Termométricas Relativas: Quano as escalas termométricas são estabelecias e forma arbitrária, ou seja, atribuino valores arbitrários aos pontos fixos, são enominaas escalas relativas. Loicamente poem ser criaas uma infiniae e escalas relativas, conforme os números associaos aos ponto fixos, obteno-se para elas as mais iversas equações termométricas. As escalas relativas mais usuais são a Escala Celsius ( C, utilizaa em rane parte o muno, one os valores C e 1 C são atribuíos, respectivamente, para o ponto o elo e o o vapor, iviino-se o intervalo entre os ois pontos fixos em 1 partes iuais (o rau Celsius; e a Escala Fahrenheit ( F, utilizaa nos países e línua inlesa, one os valores 32 F e 212 F são atribuíos, respectivamente, para o ponto o elo e o o vapor, iviino-se o intervalo entre os ois pontos fixos em 18 partes iuais (o rau Fahrenheit. Existem, loicamente, outras escalas relativas bem menos usuais. - Escalas Termométricas Absolutas: Não há nenhum limite superior e temperatura, ou seja, não existe a temperatura mais quente possível, no entanto, é possível emonstrar teoricamente que há um limite inferior, isto é, existe um estao térmico mais frio que qualquer outro. A este estao á-se o nome e zero absoluto, e ocorre quano o movimento e aitação térmico e toos os átomos e moléculas e um corpo cessa (o que na prática é inatinível.

3 Grosso moo, a escala absoluta poe ser então efina como que possui oriem no zero absoluto. A escala absoluta utilizaa no Sistema Internacional e Uniaes (SI é a Escala Kelvin, e sua uniae se chama kelvin (K. [Lembrete: não faz sentio em se falar rau kelvin, iz-se simplesmente kelvin ]. - Equações Termométricas: Relacionamos as escalas termométricas apresentaas a seuinte forma: C 1 F 32 K 273 θ θ θ θ One a Escala X é uma escala relativa qualquer, θ e θ v são, respectivamente, pontos o elo e o vapor arbitrários quaisquer. C 1 F Comparano-se apenas as escalas usuais: Por fim: C 5 F 32 9 K 273 θ θ 1 θ θ C K 273 K v v

4 Dilatação Térmica os Sólios Com o aumento a temperatura e um corpo, há um aumento os espaços intramoleculares como conseqüência e uma maior aitação térmica, causaa por tal acréscimo e temperatura. E o aumento esses espaços acarreta, por conseuinte, um aumento no volume o próprio corpo. Costuma-se iviir a ilatação térmica os sólios em três moaliaes iferentes, conforme o número e imensões analisaas. Quano se analisa apenas uma imensão, chamamos e ilatação linear, para uas imensões, á-se o nome e ilatação superficial e para três imensões, ilatação volumétrica ou cúbica. Perceba que apesar e estuarmos em separao caa um os três tipos e ilatação, na realiae ela sempre será volumétrica, ao que um corpo sempre possuirá 3 imensões. Dilatação Linear: É a ilatação que influencia na variação o comprimento. α coeficiente e ilatação linear (epene o material. Pela fiura: L L L θ θ L α. L. Portanto: L L L L + L +α. L. L L (1 +α.

5 Dilatação Superficial: É a ilatação que influencia na variação a área. β coeficiente e ilatação superficial (também epene o material. Pela fiura: A A A θ θ A β. A. Portanto: A A A A + A + β. A. A A (1 + β. Dilatação olumétrica: É a ilatação que influencia na variação o volume. γ coeficiente e ilatação volumétrico (também epene o material. Pela fiura: θ θ γ.. Portanto: + +γ..

6 (1 +γ. Relação entre α, β e γ: α 1 β γ 2 3 Obs.: Uniae usual os coeficientes e ilatação: 1 U ( α, β, γ ( C C 1 ariação a Densiae com a Temperatura: Em uma temperatura inicial θ, a ensiae inicial o corpo será: Elevano-se θ para θ, a ensiae passará a ser: m m Como não há variação e massa: Lembrano que: 1+γ.. ( θ Teremos que: 1+ γ. (1 +γ.

7 Exemplo real o que poe ocorrer, caso a ilatação térmica os sólios for nelienciaa nos cálculos e uma estraa e ferro: