Temperaura Teoria cinéicamedida da energia cinéica de ranslação média dos áomos ou moléculas que consiuem o corpo. Definição ermodinâmica (2º Princípio da Termodinâmica) 1 S U N, V Definição operacional a grandeza que se mede com um ermómero. T A emperaura é lida no ermómero ao fim de um cero empo (empo de relaxação), quando A e B aingirem o equilíbrio érmico.
Equilíbrio érmico Parede adiabáicaexs: asbeso (amiano), felro, polisereno, paredes de uma garrafa ermo. Parede diaérmicaex: folha fina de meal. adiabáica SISTEMA A Todos os valores de, Y são possíveis SISTEMA A Só ceras combinações de, Y são possíveis diaérmica SISTEMA B Todos os valores de, Y são possíveis SISTEMA B Só ceras combinações de, Y são possíveis (A e B esão em conaco érmico) EQUILÍBRIO TÉRMICO força generalizada (ex: pressão, fem,ensão) Y deslocameno generalizado (ex: volume, carga elécrica, comprimeno) dy em dimensões de energia (as variáveis e Y dizem-se conjugadas) Relação de equilíbrio érmico: o sisema A esá em equilíbrio érmico com o sisema B se, esando os 2 sisemas em conaco érmico, não ocorre aleração das variáveis de esado de nenhum dos sisemas. EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO EQ. TÉRMICO + EQ. MECÂNICO + EQ. QUÍMICO + EQ. DIFUSIVO
Princípio Zero SISTEMA C SISTEMA C SISTEMA A SISTEMA B SISTEMA A SISTEMA B Dois sisemas (A e B) em equilíbrio érmico com um erceiro sisema (C) esão ambém em equilíbrio érmico um com o ouro. Iso é, verifica-se a propriedade ransiiva da relação de equilíbrio érmico. A emperaura é a propriedade que é comum a sisemas que se enconram em equilíbrio érmico (mesma classe de equivalência). isoérmicas correspondenes Y A Y B Y C I I II III A II III B III II I C
Termómeros e escala empírica de emperauras Termómero sisema ermodinâmico com uma propriedade de esado, fácilmene mensurável, que varia com a emperaura. É a propriedade ermomérica. Termómeros mercúrio álcool fio de plaina gás Propriedade ermomérica alura da coluna de líquido alura da coluna de líquido resisência elécrica pressão Definição de uma escala empírica de emperauras: () (Y consane) Em geral, escalas definidas a parir de diferenes propriedades ermoméricas, não coincidem no valor da emperaura empírica aribuida a um deerminado esado ermodinâmico de um sisema. Pono fixo esado de equilíbrio fácilmene reproduível de um cero sisema ermodinâmico. pono de gelo: esado em que o gelo puro coexise em equilíbrio ermodinâmico com água saurada de ar à pressão amosférica normal. pono de vapor: esado de equilíbrio enre água e vapor à pressão amosférica normal. pono riplo da água: esado de equilíbrio enre gelo, água e vapor de água.
Escalas empíricas esabelecidas a parir de um só pono fixo (normalmene, o pono riplo da água): 3 3 3 273,16; a a ; 273,16 3 Vaso para ober o pono riplo da água Escalas empíricas esabelecidas a parir de dois ponos fixos (normalmene, os ponos de gelo e de vapor): ; a a ; + b; b
Tipos de ermómeros Termómero de líquido (e.g. mercúrio, líquido de 4ºC a 357ºC; álcool, líquido de 114ºC a 79ºC) V π r 2 h V π r 2 h h Deve-se minimizar r (raio do capilar) Coeficiene α de dilaação do líquido ão grande quano possível Água não é aconselhável (variação não monóona de com a emperaura) Termómero de resisência: meais (e.g. plaina); R aumena com T; aplicação indusrial semiconduores Termisors (e.g. germânio dopado com arsénio); R diminui quando T aumena; aplicação na elecrónica Elevada precisão de ~-2ºC a ~ºC
Termopar (efeio de Seebeck: exise uma d.d.p. enre as 2 exremidades de um conduor quando esas esão a emperauras diferenes (efeio ermoelécrico)) e.g, junção ferro/consanan Baraos Larga gama de variação da emperaura Aingem rápidamene o equilíbrio érmico
Pirómero de radiação (odos os corpos com emperaura superior a K emiem energia sob a forma de radiação elecromagnéica) A energia oal radiada, bem assim como o especro de emissão, variam em função da emperaura. 1 u( λ, T ) 5 / λ 1 k T e hc λ B 1 u(λ,t) dλ é a energia radiada por unidade de volume, na gama de comprimenos de onda enre λ e λ+dλ. Disribuição de Planck para a radiação do corpo negro Lei do Deslocameno de Wien λ max 2,898 1 T ( K) 3 ( m) Sisemas disanes (Asrofísica) ou muio quenes (fornos indusriais) (consular por ex. hp://www.eq.uc.p/~lferreira/bibl_sem/global/pirome/2.hml)