Garrafa Térmica, Estufa e Aquecimento Global

Ciências Naturais – 9º anoProf. Júnior Lima

Escala de TemperaturaOs grupamentos atômicos, ou até mesmo os

átomos isolados, que formam as diferentes substâncias, estão em constante movimento. Essa energia de vibração (energia térmica) está relacionada à temperatura;

Sensações Térmicas: sensações de quente e frio ao encostarmos em alguns objetos;

Dilatação: Quando os grupamentos atômicos ganham energia térmica passam a se movimentar com maior intensidade, o que os distancia, fazendo-os ocupar maior espaço e aumentando o volume do corpo que constituem (dilatação);

Escala de TemperaturaQuanto maior a

movimentação dos grupamentos atômicos menor é a força que os une (coesão molecular);

Quanto menor a força que os mantém unidos, mais fácil distanciá-los;

Com qualquer aumento na agitação dos grupamentos atômicos eles se dispersam, se distanciam muito.

Escala de TemperaturaContração Térmica:

Em baixas temperaturas, porém, a amplitude de vibração dos átomos é muito pequena e, em consequência, ocorre uma diminuição da distância entre seus átomos. É esse fenômeno que chamamos de contração térmica.

Medidas de Temperatura Essa variação de volume de um corpo, é utilizada

como parâmetro para medirmos a quantidade média de energia térmica dos grupamentos atômicos de um corpo.

Termômetros: Os termômetros mais comuns se baseiam nos conceitos de dilatação e contração térmicas (eles medem o aumento médio dos grupamentos atômicos de um corpo);

Escala termométrica: dois pontos são fixados (o mínimo e o máximo de dilatação) e a distância entre eles é dividida em partes iguais, constituindo a unidade de medida de temperatura;

Os Pioneiros do Estudo da TemperaturaNo século 18, Olé

Römer idealizou um instrumento de medida que possuía um bulbo, para armazenar o líquido a ser dilatado, e um capilar, que indicaria pequenas variações da dilatação do líquido;

Daniel Fahrenheit, depois de conhecer o trabalho de Römer, passou a produzir seus próprios termômetros, com sua própria escala;

Ainda no século 18, Anders Celsius, dividiu a distância entre o ponto mínimo de dilatação (gelo misturado com água) e o ponto máximo (fervura da água), em 100 partes iguais. Essa escala passou a ser conhecida como centígrada (centi = cem; grado = grau);

Cada uma dessas divisões é chamada de Grau Celsius e é simbolizada por ⁰C;

Comparação entre Escalas Termométricas

Temperatura e Calor

Temperatura: Grandeza física associada ao estado de movimento ou à agitação das partículas que compõem os corpos;

Calor: É definido como sendo energia térmica em trânsito e que flui de um corpo para outro em razão da diferença de temperatura existente entre eles, sempre do corpo mais quente para o corpo mais frio;

Equilíbrio TérmicoSe colocarmos um objeto quente próximo a um

frio, logo os dois estarão na mesma temperatura, ou seja, o calor é transferido do objeto com maior temperatura para o objeto com menor temperatura. A explicação para isso é o Equilíbrio Térmico;

Regra geral da natureza: a energia flui do corpo que está a uma temperatura mais alta para o corpo que está a uma temperatura mais baixa (a energia transferida entre dois corpos é chamada de calor);

Processos de troca de calor: Condução, Convecção e Irradiação.

Processos de Troca de CalorA condução térmica: tipo de

propagação de calor que consiste na transferência de energia térmica entre dois corpos em contato direto ou que estejam unidos por um material condutor de calor.

Esse fato ocorre porque as partículas que formam o material recebem energia e, dessa forma, se agitam com maior intensidade. Essa agitação se transfere de partícula para partícula e se propaga por todo o corpo.

Isolantes e Condutores TérmicosIsolantes e Condutores Térmicos: Se um material

qualquer retardar o equilíbrio térmico entre dois corpos, dizemos que esse material é um isolante térmico. Se, por outro lado, um material favorece a troca de calor entre dois corpos, então ele é denominado condutor térmico;

- O que determina se um material será bom ou mau condutor (ou isolante) são as ligações em sua estrutura atômica ou molecular. Assim, os metais são excelentes condutores de calor devido ao fato possuírem os elétrons mais externos “fracamente” ligados, tornando-se livres para transportar energia por meio de colisões através do metal. Por outro lado, materiais como lã, madeira, vidro, isopor são maus condutores de calor (isolantes térmicos), pois, os elétrons mais externos de seus átomos estão firmemente ligados.

Fonte: www.grupoescolar.com

Processos de Troca de

CalorConvecção Térmica: processo

de transmissão de calor em que a energia térmica se propaga através do transporte de matéria, devido a uma diferença de densidade e a ação da gravidade;

Convecção Térmica em Gases: O ar quente apresenta tendência a subir, e o ar frio,tendência a descer. Isso favorece a circulação de ar pelo ambiente;

A movimentação do ar, mais quente e mais frio, cria as chamadas correntes de convecção;

Processos de Troca de CalorConvecção Térmica em Líquidos: Quando

aquecemos um líquido numa chama, as camadas inferiores, ao se aquecerem, ficam menos densas e sobem, ao mesmo tempo que as camadas superiores mais frias e densas, descem. Assim, formam-se as correntes de convecção no líquido;

Atenção: A convecção é um processo de transferência de calor que ocorre graças à movimentação de um material (gases ou líquidos). Nos sólidos, ao contrário dos gases e dos líquidos, não pode haver movimentação do material e, portanto, não se podem estabelecer correntes de convecção;

Motivação:A Terra é aquecida pelo calor que vem do Sol. Trata-

se, portanto, de um processo de transferência de calor entre dois corpos que têm temperaturas diferentes: o Sol e a Terra. Acontece que entre o Sol e a Terra não existe um material como ar, água ou outro qualquer. O que há é espaço vazio, vácuo.

Já vimos que a condução e a convecção térmicas dependem da existência de um material para transmitir o calor (material condutor e material que se movimenta e forma as correntes de convecção).

Então, como é que o calor do Sol chega à Terra?

Processos de Troca de CalorIrradiação Térmica: A

irradiação é o processo de transferência de calor através de ondas eletromagnéticas, chamadas ondas de calor ou calor radiante;

Enquanto a condução e a convecção ocorrem somente em meios materiais, a irradiação ocorre também no vácuo;

O Infravermelho, Absorção e ReflexãoInfravermelho: Em 1800, o astrônomo inglês

Willian Herschel (1792 – 1871), ao observar a dispersão da luz branca (separação da luz em diferentes cores) e colocar um termômetro nas regiões iluminadas pelas luzes de diferentes cores, percebeu que a luz vermelha era mais quente (ou seja, transporta mais calor) que a luz violeta.

Ao colocar o termômetro na região do lado do vermelho, onde não era vista nenhuma iluminação, ele se surpreendeu ao perceber que ali estava chegando calor.

Harschel concluiu que algum tipo de “luz não-visível” chegava até ali e a chamou de infravermelho;

O Infravermelho, Absorção e ReflexãoAbsorção e Reflexão:

Quando o calor irradiado incide num corpo, parte pode ser absorvida por ele, aquecendo-o, parte pode ser refletida de volta ao ambiente. A cor dos corpos relaciona-se com sua capacidade de absorver calor e de refletir calor;

De modo geral, objetos de cor preta são bons absorvedores e maus refletores. Os objetos brancos, ao contrário, absorvem mal e refletem bem. 4