Física Geral e Experimental II Engenharia Ambiental e de Produção. Prof. Dr. Aparecido Edilson Morcelli

Transcrição

1 Física Geral e Experimental II Engenharia Ambiental e de Produção Prof. Dr. Aparecido Edilson Morcelli

2 TERMOLOGIA A termologia é uma parte da Física que estuda as diversas manifestações de calor. A parte da termologia que estuda a medida da temperatura é chamada de termometria.

3 Calor e temperatura costumam ser usados com o mesmo significado no dia a dia, porém, do ponto de vista físico os dois têm significados diferentes.

4 Sob o ponto de vista macroscópico a noção de temperatura está diretamente relacionada com a sensação de quente e frio que temos através do tato.

5 Sob o ponto de vista microscópico, todos os corpos são constituídos de partículas (átomos e moléculas) que se encontram em constante agitação.

6 O estado de agitação dessas partículas depende do nível de energia interna do corpo, ou seja, quanto mais quente se encontra o corpo, maior é a agitação dessas partículas.

7 A temperatura pode ser conceituada como sendo uma grandeza física que mede a intensidade de agitação térmica das partículas que constituem o corpo.

8 Se dois ou mais corpos com temperaturas diferentes forem colocadas em contato, após certo intervalo de tempo eles estarão com a mesma temperatura e dizemos que se encontram em equilíbrio térmico.

9 Isso ocorre pela transferência de energia do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. Essa passagem de energia de um corpo para o outro devido a diferença de temperatura é chamado de calor.

10 MEDIDA DA TEMPERATURA A temperatura mede o grau de agitação das partículas que constituem o corpo, desse modo, podemos fazer a medida da temperatura de forma indireta através dos efeitos produzidos por essas agitações.

11 As grandezas que variam com a temperatura são chamadas de grandezas termométricas, como o comprimento, volume, pressão, resistência elétrica e outros.

12 O aparelho utilizado para medir a temperatura é o termômetro.

13 O termômetro mais comum é o termômetro de mercúrio ou de álcool, que utiliza a variação do comprimento (altura - h) da coluna de mercúrio ou de álcool, relacionando a temperatura t em função da altura h.

14 ESCALA TERMOMÉTRICA Escala termométrica é um conjunto de valores numéricos onde cada um desses valores pode assumir a temperatura t.

15 As escalas termométricas usuais são a escala Celsius que é a escala mais utilizada atualmente, a escala Fahrenheit que geralmente é utilizada em países de língua inglesa e a escala Kelvin que é chamada de escala absoluta de temperatura.

16 Para graduar um termômetro de mercúrio ou álcool utiliza-se dois pontos fixos que são estados térmicos com temperaturas invariáveis no decorrer do tempo e possíveis de serem reproduzidos sempre que necessário.

17 O primeiro ponto fixo é chamado de ponto do gelo que corresponde a temperatura de fusão do gelo, e o segundo ponto fixo chamado de ponto do vapor que corresponde à temperatura de ebulição da água.

18 Relação entre as escalas Celsius e Fahrenheit A escala Celsius adota para o primeiro ponto fixo o valor zero e para o segundo ponto fixo o valor 100 e esse intervalo é dividido em 100 partes iguais. Cada uma dessas partes corresponde ao grau Celsius, cujo símbolo é ºC.

19 A escala Fahrenheit adota o valor 32 para o ponto do gelo e o valor 212 para o ponto do vapor e esse intervalo é dividido em 180 partes iguais. Cada uma dessas partes corresponde ao grau Fahrenheit, cujo símbolo é F

20 O C O F ponto do vapor t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32

21 Podemos relacionar as leituras das duas escalas fazendo a razão entre o menor segmento e o maior segmento nas duas escalas, ou seja: C F

22 O C O F ponto do vapor t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32 C F

23 C F Simplificando os dois membros da igualdade por 20, temos: C F

24 Relação entre as escalas Celsius e Kelvin A escala Celsius adota para o primeiro ponto fixo o valor zero e para o segundo ponto fixo o valor 100 e esse intervalo é dividido em 100 partes iguais Cada uma dessas partes corresponde ao grau Celsius, cujo símbolo é ºC

25 A escala Kelvin adota o valor 273 para o ponto do gelo e o valor 373 para o ponto do vapor e esse intervalo é dividido em 100 partes iguais. Cada uma dessas partes corresponde a temperatura Kelvin, cujo símbolo é K.

26 O C K ponto do vapor T 0 T 273 ponto do gelo 0 273

27 Podemos relacionar as leituras das duas escalas fazendo a razão entre o menor segmento e o maior segmento nas duas escalas, ou seja:

28 O C K ponto do vapor T 0 T 273 ponto do gelo T

29 Simplificando os dois membros da igualdade por 100, temos Celsius C Kelvin C

30 A escala Kelvin é chamada de escala absoluta, pois adota para o estado de mínima agitação das moléculas que corresponde a mínima temperatura o valor zero, chamado de zero absoluto.

31 Observe que a representação da temperatura nessa escala é feita simplesmente com a letra T (maiúscula) e a unidade de medida Kelvin, não utilizando a palavra nem o símbolo grau.

32 Exercícios resolvidos Em um dia muito quente um termômetro, graduado na escala Fahrenheit, indica 104 ºF. Quanto estará indicando um termômetro graduado na escala Celsius, nesse local? C F

33 O C O F ponto do vapor t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32 C F

34 O C O F ponto do vapor t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32 C

35 O C O F ponto do vapor t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32 C

36 O C O F ponto do vapor t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32

37 O C O F ponto do vapor t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32

38 O C O F ponto do vapor t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32

39 (UF-PB) Uma determinada cerâmica não apresenta qualquer propriedade notável à temperatura ambiente (20 ºC). Entretanto, quando sua temperatura sofre uma redução de 200 K, exibe o extraordinário fenômeno da supercondutividade. Determine essa redução em graus Celsius.

40 Uma redução na temperatura corresponde a variação de temperatura O C K ponto do vapor T ponto do gelo 0 273

41 O C K ponto do vapor T ponto do gelo C

42 C

43 O C K ponto do vapor T ponto do gelo C

44 O C K ponto do vapor T ponto do gelo C

45 O C K ponto do vapor C T ponto do gelo A variação da temperatura na escala Celsius é igual a variação da temperatura na escala Kelvin, portanto, uma redução de 200 K corresponde a uma redução de 200 ºC.

46 3)A temperatura de um corpo é de 49 ºF. Determine o valor dessa temperatura na escala Kelvin.

47 Primeiro fazendo a conversão para a escala Celsius temos: C F C

48 C

49

50 Convertendo para a escala Kelvin, temos:

51 Convertendo para a escala Kelvin, temos:

52

53 1.2.4 Exercícios propostos 1- (OSEC-SP) Numa cidade americana o termômetro marca 0 ºF. Determine em graus Celsius, essa temperatura. O C O F ponto do vapor t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32

54 1.2.4 Exercícios propostos 1- (OSEC-SP) Numa cidade americana o termômetro marca 0 ºF. Determine em graus Celsius, essa temperatura. O C O F ponto do vapor t T F 32 ponto do gelo 0 32 C tf t F

55 1.2.4 Exercícios propostos O C O F 1- (OSEC-SP) Numa cidade americana o termômetro marca 0 ºF. Determine em graus Celsius, essa temperatura. ponto do vapor tc tf t F 0 T F 32 ponto do gelo 0 32

56 C c

57 Até a próxima aula!

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