temperatura e calor. termologia luciana melo almeida page 13 É a parte da física que estuda os...

Temperatura e Calor

TERMOLOGIA

Luciana Melo Almeida

Page 13

• É a parte da física que estuda os fenômenos relativos ao aquecimento, ao resfriamento ou às mudanças de estado físico em corpos que recebem ou cedem energia. Temperatura e Calor são objetos de estudo da Termologia

Calor

Page 02 Luciana Melo Almeida

É energia térmica em trânsito entre corpos de diferentes temperaturas.

Forma de transferência de energia entre os corpos de maior para os de menor temperatura.

Calor


A BCalor

TA > TB

A B

TA = TB

TemperaturaO que é temperatura? Quando tocamos um corpo qualquer, podemos dizer se ele está "frio", "quente" ou "morno". O tato nos permite ter essa percepção. Mas em que um corpo "frio" difere de um corpo "quente" ou "morno"?As moléculas dos corpos estão em constante movimento, em constante vibração. A energia de movimento que elas possuem é chamada energia térmica.

Se pudéssemos enxergar as moléculas de um corpo, iríamos verificar que naquele que está "frio" elas vibram menos do que naquele que está "quente".

Temperatura

É a grandeza física que mede o estado de agitação térmica dos corpos.

EQUILÍBRIO TÉRMICO


Todos os corpos, sempre que possível, tendem a ir

espontaneamente para o mesmo estado térmico.

Portanto:

“Dois ou mais sistemas físicos estão em equilíbrio

térmico entre si quando suas temperaturas são iguais”.

AS UNIDADES DE MEDIDA DO CALOR


A unidade oficial de calor no Sistema Internacional de

Unidades (SI) é o Joule (J).

No entanto, na resolução de problemas de troca de calor,

dá-se preferência, por razões históricas, à unidade caloria

(cal).

1 cal = 4,18 J


Tipos de Transmissão

Convecção térmica

É o processo de propagação do calor pela movimentação da matéria de uma região a outra.

Convecção Térmica


A transferência de energia por convecção, só ocorre em

materiais fluidos (líquidos ou gases).

É um fenômeno cíclico, no qual formam-se correntes de

convecção, ou seja, o fluido (ar ou água) mais quente tende

a subir e o mais frio tende a descer.

A refrigeração dos alimentos em refrigeradores domésticos,

assim como o aquecimento da água em uma chaleira

acontecem por correntes de convecção.


Convecção TérmicaAs brisas que ocorrem nas regiões litorâneas podem ser explicadas pela existência de correntes de convecção.

Tipos de Transmissão


Condução Térmica

É a propagação de calor em que a energia térmica passa de partícula para partícula, sem transporte de matéria. Ocorre principalmente nos metais (condutores térmicos).


Radiação térmicaÉ o processo de propagação do calor por emissão de radiação infravermelha.

É a propagação de calor através de ondas eletromagnéticas, principalmente os raios infravermelhos (chamados de ondas de calor). Ocorre inclusive no vácuo.


Energia Térmica É a energia associada ao movimento de translação, rotação e vibração das partículas de um corpo.

A temperatura é a grandeza física macroscópica relacionada à movimentação das partículas.


Calibração ou graduação de um termômetro

Pontos fixos

Escalas Celsius e Fahrenheit


Temperatura deebulição da água

Temperatura de umsistema qualquer

Temperatura defusão de gelo

100

TC

0

212

TF

32

Kelvin: a escala absoluta


Mínimo da escala: zero absoluto

Unidade de temperatura no SI: kelvin (K)

Valor em graus Celsius: subtrair 273 do valor em kelvins.


Numa aula de física, um aluno é convocado a explicar fisicamente o que acontece quando um pedaço de ferro quente é colocado dentro de um recipiente de água fria. Ele declara: “O ferro é quente porque contém muito calor. A água é mais fria que o ferro porque contém menos calor que ele. Quando os dois ficam juntos, parte do calor contido no ferro passa para a água, até que eles fiquem com o mesmo nível de calor... e aí eles ficam em equilíbrio”. Tendo como referência as declarações do aluno e considerando os conceitos cientificamente corretos, analise as seguintes proposições: I. Segundo o conceito atual de calor, a expressão “O ferro

é quente porque contém muito calor” está errada. II. Em vez de declarar: “... parte do calor contido no ferro passa para a água”, o aluno deveria dizer que “existe uma transferência de temperatura entre eles”. III. “... até que eles fiquem com o mesmo nível de calor... e aí eles ficam em equilíbrio” é correto, pois quando dois corpos atingem o equilíbrio térmico seus calores específicos se igualam.


RESPOSTA: B I. Correto. O aluno confunde os conceitos de calor e temperatura. O calor é energia em trânsito, ou seja, é a energia térmica que se transfere de um corpo para o outro. A temperatura, por outro lado, é uma grandeza associada ao grau de agitação das partículas que constituem o material em estudo. II. Incorreto. A transferência é de energia, o que provoca uma variação de temperatura. III. Incorreto. Aqui o aluno confunde os conceitos de energia em trânsito (calor) e calor específico.


Na tabela a seguir, temos os valores das temperaturas dos pontos de fusão e de ebulição do oxigênio, do fenol e do pentano. Quais seriam esses valores na escala kelvin?


CalorimetriaÉ a parte da Termologia que estuda a quantidade de calor recebida ou perdida por um corpo.

Quando um corpo recebe ou cede calor, ocorre uma transformação: variação de temperatura ou mudança de estado físico. No primeiro caso, dizemos que se trata de calor sensível e, no segundo, calor latente.

Calor

Calor: é a transferência de energia térmica entre corpos com temperaturas diferentes.

A unidade mais utilizada para o calor é caloria (cal), embora sua unidade no SI seja o joule (J).

A relação entre a caloria e o joule é dada por: 1 cal = 4,186J

EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA


A quantidade de calor sensível recebida ou cedida por um corpo, em função da variação de temperatura, pode ser expressa da seguinte forma:

Onde:Q = quantidade de calor sensível (cal ou J).c = calor específico da substância que constitui o corpo (cal/g°C ou J/kg°C).m = massa do corpo (g ou kg).Δθ = variação de temperatura (°C).

Calor sensívelÉ denominado calor sensível, a quantidade de calor que tem como efeito apenas a alteração da temperatura de um corpo.

Exemplo: Qual a quantidade de calor sensível necessária para aquecer uma barra de ferro de 2kg de 20°C para 200°C? Dado: calor específico do ferro = 0,119cal/g°C.

Calor latente Nem toda a troca de calor existente na natureza se detém a modificar a temperatura dos corpos. Em alguns casos há mudança de estado físico destes corpos. Neste caso, chamamos a quantidade de calor calculada de calor latente.

A quantidade de calor latente (Q) é igual ao produto da massa do corpo (m) e de uma constante de proporcionalidade (L). Assim:

Calor Latente

Quando:Q>0: o corpo funde ou vaporiza.Q<0: o corpo solidifica ou condensa.

Exemplo:

Qual a quantidade de calor necessária para que um litro de água vaporize? Dado: densidade da água=1g/cm³ e calor latente de vaporização da água=540cal/g.

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