CONCEITO DE TEMPERATURA E CALOR

TERMOLOGIA

a parte da fsica que estuda os fenmenos relativos ao

aquecimento, ao resfriamento ou s mudanas de estado

fsico em corpos que recebem ou cedem energia.

Temperatura e Calor so objetos de estudo da Termologia.

TEMPERATURA

Temperatura a grandeza fsica associada ao estado de

movimento ou agitao das partculas que compem os

corpos.

Molculas muito agitadas = Temperatura alta.

Molculas pouco agitadas = Temperatura baixa.

e Calor

MEDIO DE TEMPERATURA

O termoscpio foi o primeiro

instrumento

construdo para medir a temperatura,

em

1597 por Galileu Galilei.

Consiste em um bulbo cheio de ar, provido de um

tubo imerso em um recipiente contendo

um

lquido. Quando o ar aquece a presso aumenta

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.

TERMMETROS

Todo dispositivo usado para medir temperatura chamado de

termmetro.

H vrios tipos de termmetros. Os mais comuns so:

Termmetro clnico;

Termmetro de lmina bimetlica;

Termmetro a gs;

Termmetro de rua.

.

e Calor

Termmetro Clnico

Tem por finalidade medir a temperatura do corpo humano,

por isso indica valores entre 35 C e 42 C.

.

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e Calor

Termmetro de Lmina Bimetlica

utilizado para avaliar a temperatura em ambientes

fechados, como fornos e cmaras frigorficas.

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Termmetro a Gs

utilizado para medir baixas temperaturas. muito usado

em laboratrios de pesquisa.

Imagem: Kuroisam / Public Domain. (Traduo Nossa).

e Calor

Termmetro de Rua

utilizado para registrar a temperatura do ar no local.

Consiste em um circuito eltrico no interior de um relgio

digital, que capta a temperatura do ambiente.

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e Calor

EQUILBRIO TRMICO

Todos os corpos, sempre que possvel, tendem a ir

espontaneamente para o mesmo estado trmico.

Portanto:

Dois ou mais sistemas fsicos esto em equilbrio trmico

entre si quando suas temperaturas so iguais (2).

As partculas da gua quente fornecem parte de sua

energia de agitao para as partculas da gua fria e vice-

versa. A troca de energia s interrompida quando o

equilbrio trmico atingido.

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CALOR

Calor a transferncia de energia de um objeto ou sistema

para outro, em razo, exclusivamente, da diferena de

temperatura entre eles.

TEORIA DO CALOR COMO SUBSTNCIA (CALRICO)

No sculo XVIII, o calor era considerado uma espcie de

substncia invisvel ou um tipo de fluido.

Segundo essa teoria, a substncia calor ou calrico

apresentava caractersticas especiais:

penetrava facilmente na matria;

era atrada pela matria;

no podia ser criada nem destruda;

no possua massa.

A teoria do calrico se tornou obsoleta, quando no conseguiu

explicar o aquecimento provocado por atrito entre dois

objetos, como um esfregar de mos , por exemplo.

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AS UNIDADES DE MEDIDA DO CALOR

A unidade oficial de calor no Sistema Internacional de

Unidades (SI) o Joule (J).

No entanto, na resoluo de problemas de troca de calor, d-

se preferncia, por razes histricas, unidade caloria (cal).

1 cal = 4,18 J

Caloria quantidade de calor que 1 grama de gua pura

deve receber, sob presso normal, para que sua temperatura

seja elevada de 14,5 C para 15,5 C.

A unidade mltipla quilocaloria (kcal) tambm muito

usada na medida de quantidade de calor.

1 kcal = 1 000 cal = 103 cal

PROCESSOS DE PROPAGAO DO CALOR

A mudana da energia trmica da regio de maior temperatura

para a de menor temperatura pode ser processada de trs

maneiras distintas:

conduo;

conveco;

Irradiao.

CONDUO TRMICA

o processo de propagao de calor, no qual a energia

trmica passa de partcula para partcula em um meio.

Conduo de calor atravs de uma barra de metal.

Imagem: Clive M. Countryman / Forest

Service - United States Department of

Agriculture / U.S. Public Domain.

CONDUTORES E ISOLANTES TRMICOS

Condutores trmicos so materiais nos quais o processo de

conduo do calor acentuado.

Exemplo: os metais.

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Isolantes trmicos so materiais nos quais ocorre pouca ou

nenhuma transmisso de calor.

Exemplos: madeira e isopor.

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CONVECO TRMICA

o processo de propagao de calor, no qual a energia

trmica se propaga pela movimentao de massas lquidas ou

gasosas, que alteram suas posies no meio devido

diferena de densidade.

eratura e Calor

A transferncia de energia por conveco, s ocorre em

materiais fluidos (lquidos ou gases).

um fenmeno cclico, no qual formam-se correntes de

conveco, ou seja, o fluido (ar ou gua) mais quente tende

a subir e o mais frio tende a descer.

e Calor

A refrigerao dos alimentos em refrigeradores domsticos,

assim como o aquecimento da gua em uma chaleira

acontecem por correntes de conveco.

Imagem: Oni Lukos / GNU Free Documentation License

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As brisas que ocorrem nas regies litorneas podem ser

explicadas pela existncia de correntes de conveco (3).

Imagem: Yue Guan / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

(Traduo Nossa).

IRRADIAO TRMICA

o processo de propagao de calor em que a energia trmica

se propaga sob a forma de ondas eletromagnticas.

A energia chega at o indivduo, por um tipo de radiao que

se propaga tanto na matria, como no vcuo.

e Calor

A energia do Sol, que viaja no vcuo e aquece o nosso planeta,

transmitida por irradiao trmica.

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Imagem da terra: Heikenwaelder Hugo, Austria / Creative

Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.

Alguns materiais como o vidro e o plstico dificultam a

passagem da radiao trmica (forma de transmisso do

calor por meio de radiao eletromagntica), mas permitem a

passagem da luz, por isso a maioria das estufas possuem

cobertura de vidro ou de plstico.

Imagem: Joseolgon /

Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

EFEITO ESTUFA

A presena de vapor de gua e gs carbnico faz a atmosfera

reter grande parte das ondas emitidas pelos objetos da

superfcie terrestre. Esse efeito fundamental para que a

Terra tenha uma temperatura mdia adequada.

A preocupao dos cientistas porque as atividades

humanas esto aumentando muito esse efeito.

Ento, de um fenmeno benfico e essencial, o efeito estufa

poder se tornar catastrfico.

e Calor

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DIFERENA ENTRE TEMPERATURA E CALOR

Temperatura a medida do grau de agitao das molculas

de um sistema.

Calor a forma de transferir energia de um corpo ou sistema

para outro.

LEMBRANDO

A propagao do calor pode ocorrer por trs processos:

conduo, conveco e irradiao.

A conduo acontece, em geral, nos slidos.

A conveco predomina nos lquidos e gases, atravs de

correntes de conveco.

A irradiao ocorre pela radiao; no necessria a

presena da matria.

Objetivos: TERMOMETRIA.

a. Comparar as diferentes escalas

termomtricas (oK, oC, oF).

b. Converter um valor de temperatura

para as diversas escalas.

CALORIMETRIA.

a. Conceituar calor especfico de uma

substncia.

b. Caracterizar caloria, calor sensvel e

calor latente.

Termmetros

Aparelhos que permitem

medir a temperatura de

um corpo.

A temperatura de um

corpo indica se esse corpo

vai ganhar ou perder

energia interna ao entrar

em contato com outro

corpo.

O termmetro mais utilizado o

termmetro clnico que feito de vidro,

contendo um bulbo com um filamento

onde o mercrio se dilata.

Converso entre as escalas

Ao estudar a termologia aprendemos vrios

conceitos, aprendemos a diferenci-los, como o caso

da diferena entre calor e temperatura. Aprendemos

ainda a operar as escalas termomtricas, fazendo a

converso de uma para outra, isso que faremos

agora.

Escala termomtrica um conjunto de valores

numricos, onde cada valor est associado a uma

temperatura.

Calor energia trmica em trnsito.

Temperatura o grau de agitao das molculas.

Converso entre as escalas

As escalas termomtricas apresentam dois

pontos principais:

o primeiro o ponto de vapor da gua

e o outro o ponto de fuso do gelo.

As escalas mais utilizadas so:

- escala Celsius,

- escala Kelvin e

- escala Fahrenheit.

- PE, o ponto de ebulio da gua, onde a gua vira

vapor (ferve);

- PF, o ponto de fuso do gelo, onde o gelo vira gua

(derrete).

tC = variao de temperatura na escala Celsius tF = variao de temperatura na escala Fahrenheit tK = variao de temperatura na escala Kelvin

Variao de

temperatura

Escala Celsius e Kelvin Para converter da escala Celsius para a escala Kelvin

podemos utilizar a seguinte relao:

C = K 273 ou K = C + 273 Onde C e K fazem referncia a uma temperatura qualquer na escala Celsius e na escala Kelvin, respectivamente.

Equao de converso entre as escalas termomtricas

Escala Celsius e Fahrenheit

Para converter da escala Celsius para a escala

Fahrenheit considere o seguinte esquema que segue: Podemos perceber que a escala Celsius dividida em 100

partes e a escala Fahrenheit dividida em 180 partes.

Fazendo a proporo das temperaturas entre as escalas

temos que:

tC = temperatura na escala Celsius

tF = temperatura na escala Fahrenheit

tK = temperatura na escala Kelvin

Converso

entre escalas