Termologia Prof. Raphael Carvalho
Tá mesmo cara, eu tô com muito Calor! Cara, tá quentão aqui, né?
OBJETIVOS DA TERMOLOGIA Estudar os fenômenos relativos às manifestações de um tipo de energia que pode produzir aquecimentos, resfriamentos ou mudanças de estado físico nos corpos que a cedem ou recebem.
ASPECTOS MACROSCÓPICOS E MICROSCÓPICOS O estudo macroscópico se restringe aos aspectos globais do sistema tais como volume,temperatura, pressão e outras propriedades que podemos perceber pelos nossos sentidos. O estudo microscópico se restringe a grandezas que não podemos perceber pelos nossos sentidos: a energia das moléculas.
Energia Térmica Todos os corpos possuem partículas que estão em constante movimento denominado agitação térmica. A energia térmica é a soma das energias cinéticas das partículas de um corpo.
Temperatura Temperatura (T) é a medida do grau de agitação das moléculas de um corpo ou substância. Maior agitação térmica Temperatura mais alta A B Menor agitação térmica Temperatura mais baixa A festa está pegando fogo, vejo todo mundo agitado! T A > T B
Equilíbrio Térmico Dizemos que dois ou mais corpos estão em equilíbrio térmico quando eles se encontram com a mesma temperatura. Calor É energia térmica em trânsito de um corpo para outro ou de uma parte para outra desse mesmo corpo, trânsito este provocado por uma diferença de temperaturas. VEJA O calor sempre flui da região (ou corpo) de maior temperatura para a região (ou corpo) de menor temperatura. TA> T B Eu já estou em equilíbrio térmico com o ambiente! A Calor Calor B
Fluxo de calor Maior temperatura Depois de um certo tempo: Menor temperatura Equilíbrio térmico Mesma temperatura
ESCALAS TERMOMÉTRICAS Uma escala termométrica é um conjunto de valores numéricos em que cada valor está associado a uma certa temperatura. MEDIÇÃO DA TEMPERATURA Para medir a temperatura, recorre-se ao fenômeno da dilatação térmica, ou seja, à variação de dimensões que os corpos sofrem quando sua temperatura se altera.
TERMÔMETROS Um termômetro é basicamente constituído de um termoscópio (ou seja, um indicador da dilatação térmica) e de uma escala termométrica. Termômetro clínico Termômetro de máxima e mínima Termômetro digital Termômetro bimetálico
PONTOS FIXOS FUNDAMENTAIS 1º PONTO FIXO PONTO DO GELO 2º PONTO FIXO PONTO DO VAPOR Temperatura na qual a água congela. Gelo e água estão em equilíbrio térmico, sob pressão normal Temperatura na qual a água entra em ebulição, sob pressão normal.
ESCALA FAHRENHEIT Alguns anos mais tarde, Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), físico alemão, criou o primeiro termômetro contendo mercúrio. Ponto do Gelo 32º F Ponto do Vapor 212º F Curiosidade Para o ponto 0, Fahrenheit utilizou a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto de amônia e, para o ponto 100, a temperatura do corpo humano.
ESCALA CELSIUS A escala termométrica mais usada no mundo, inclusive no Brasil, foi criada pelo astrônomo e físico sueco Anders Celsius (1701 1744) e oficializada em 1742 por uma publicação da Real Sociedade Sueca. Ponto do Gelo 0º C Ponto do Vapor 100º C Curiosidade Celsius utilizou o valor 0 para o ponto de ebulição e o valor 100 para o ponto de congelamento da água. Foi um biólogo sueco, chamado Lineu, quem inverteu essa escala, tornando-a tal como a conhecemos hoje.
ZERO ABSOLUTO É o limite inferior de temperatura de um sistema, na qual qualquer substância não tem absolutamente nenhuma energia cinética para fornecer, isto é, a agitação das partículas é praticamente nula. LORDE KELVIN A escala absoluta de temperatura foi criada na segunda metade do século XIX pelo físico inglês William Thomson Kelvin, verificando experimentalmente a variação da pressão de um gás a volume constante.
ESCALA ABSOLUTA Ponto do Gelo Ponto do Vapor 273 K 373 K Nossa, como é bom aprender! Algumas Observações Importantes Não existem valores negativos de temperatura na escala absoluta. Na prática o zero absoluto é inatingível. A partir de 1967, convencionou-se não usar grau para essa escala. Assim 20 K, por exemplo, lê-se 20 Kelvins.
A temperatura hoje é de 83º F Está quente ou frio?
CONVERSÕES ENTRE AS ESCALAS 5 273 9 32 5 K F C T T T 5 9 5 K F c T T T Variações de Temperatura 100 273 180 32 100 K F C T T T simplificando
Mudança de estado físico
Propagação de calor A propagação de calor acontece de três maneiras diferentes: - Condução; - Convecção; - Irradiação.
- Condução O calor passa de molécula a molécula; É próprio para os sólidos; Não ocorre no vácuo.
- Convecção: Ocorre nos fluídos com o deslocamento de partículas. Não ocorre no vácuo.
- Irradiação: Quando o calor é transmitido por ondas eletromagnéticas. Única que ocorre no vácuo.
Conceitos Dilatação térmica Quando aquecemos um corpo, aumentando sua energia térmica, aumentamos o estado de agitação das moléculas que o compõem. Estas moléculas precisam de mais espaço e acabam se afastando uma das outras aumentando o volume do corpo. Este fenômeno é conhecido como dilatação térmica. A dilatação térmica ocorre não só quando aquecemos um corpo, mas também quando o resfriamos.
DILATAÇÃO LINEAR L L L L L 0 0 L 0 L L 0 1 L L0