Ciências da Natureza – Física Prof.: Luiz Felipe

Termometria

Ao entrarmos em contato com um corpo, através do nosso tato, temos umasensação subjetiva de seu estado térmico (quente, morno, frio).

a água morna parecerá quente para a mão direita e fria para a mão esquerda

Para eliminarmos essa subjetividade, é preciso uma grandeza que avalie demaneira exata o estado térmico de um corpo e um aparelho dotado de uma escala queconsiga atribuir a esse estado térmico um grau térmico e, assim, possamos comparar umcorpo com outro e dizer realmente quem é o mais quente, o mais frio.

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Temperatura

A temperatura é a propriedade de um corpo que caracteriza seu estado térmico.Ela está relacionada ao movimento aleatório dos átomos ou moléculas de uma substância,mais especificamente, a temperatura é proporcional à energia cinética média “translacional”do movimento molecular. Como não se pode medir a temperatura de moléculas ou átomosisoladamente, diz-se que a temperatura é uma grandeza macroscópica.

A temperatura é medida indiretamente, associando-se com uma outra propriedadetérmica do corpo.

nos permite afirmar se dois sistemas estão em equilíbrio térmico ouse estão em estados térmicos diferentes

Termômetro

O termômetro é o sistema auxiliar que permite a avaliação indireta da temperatura de outrosistema.I. Substância termométrica: é aquela em que pelo menos uma de suas propriedades

físicas varia de forma mensurável com a temperatura;II. Grandeza termométrica: é a propriedade termométrica da substância que varia de

forma mensurável com a temperatura e que é usada para medi-la.

propriedades termométricas: volume de um líquido, resistência elétrica de um fio etc.

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Obs.: a propriedade escolhida para variar com a temperatura deverá sofrer variaçõesproporcionais às variações de temperatura, de maneira aproximadamente linear.

equação termométrica .a G b

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Lei Zero da Termodinâmica

Dois sistemas em equilíbrio térmico com um terceiro estão em equilíbrio térmico entre si.

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Obs.: termoscópio (termômetro primitivo)Instrumento inventado por Galileu Galilei. Esse instrumento

permite avaliar qualitativamente o aumento ou a diminuiçãode temperatura, por meio do deslocamento de uma substânciatermométrica no interior do tubo capilar.

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Escala termométrica

É a sequência ordenada das temperaturas que define, em graus, todos os estados térmicos,ordenados dos mais frios aos mais quentes.• Ponto de gelo: temperatura na qual o gelo derrete, sob pressão normal;• Ponto de vapor: temperatura na qual a água ferve, sob pressão normal.

Escala Celsius

• Ponto de gelo: 0 0C• Ponto de vapor: 100 0C

Escala Fahrenheit

• Ponto de gelo: 32 0F• Ponto de vapor: 212 0F

Escala Kelvin

• Ponto de gelo: 273 K• Ponto de vapor: 373 K

escalas relativas

Escala Réaumur

• Ponto de gelo: 0 0R• Ponto de vapor: 80 0R

escala absoluta

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Conversão entre escalas termométricas

Celsius para Fahrenheit

0 32 32

100 0 212 32 5 9

C CF Fa

b

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Celsius para Kelvin

0 273273

100 0 373 273

CC

a TT

b

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Azízia (Líbia) => 59 0C

Vostok (Antártida) => - 89 0C

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O zero absoluto: é o limite inferior de temperatura de um sistema. É a temperaturacorrespondente ao menor estado de agitação das partículas, um estado de agitaçãopraticamente nulo.

Para se obter teoricamente o zero absoluto deve-se atingir um ponto de pressãonula, extrapolando o gráfico pressão versus temperatura. Sabe-se que, para astransformações isovolumétricas, as duas grandezas são diretamente proporcionais.

zero absoluto (0 K)

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Variação de temperatura

Celsius para Fahrenheit

100 0 212 32 5 9

C CF F

Celsius para Kelvin

100 0 373 273

CC

TT

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Movimento brownianoTrata-se de uma evidência da existência da agitação térmica das moléculas. O

movimento browniano foi descoberto em 1827 pelo botânico Robert Brown.Ele observou, no microscópio, que grãos de pólen suspensos em água

movimentavam-se continuamente de modo caótico. Inicialmente esse movimento foiconsiderado como uma forma de vida, mas logo verificou-se que pequenas partículasinorgânicas apresentavam o mesmo comportamento.

Em 1905, Einstein explicou o fato. O movimento browniano resulta do impactoentre as moléculas do fluido e as partículas suspensas, que adquirem desse modo a mesmaenergia cinética que as moléculas. As partículas suspensas são muito grandes em comparaçãocom as moléculas do fluido, e são continuamente bombardeadas por elas em todas asdireções. Se as partículas forem suficientemente grandes, o mesmo número de moléculas sechocará contra elas nas várias direções a cada instante, não se observando o, portanto, omovimento browniano. Considerando-se partículas cada vez menores (mas ainda muitomaiores que do que as moléculas do fluido), o número de moléculas que se chocam a cadainstante com elas nas várias direções pode tornar-se uma questão de acaso e não ser igual.

Então, em cada instante atua na partícula uma força resultante não nula que aacelera ao acaso. Assim, os movimentos de uma partícula suspensa e de uma molécula dofluido são qualitativamente iguais. O movimento browniano permite então uma verificaçãoexperimental da existência de moléculas e de sua agitação térmica.

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