TERMOLOGIA

ROBERTA SILVA DE AQUINO

SUMÁRIO

CAPÍTULO 1: Termometria............................................. 7

Calor...............................................................................7

Equilibrio térmico........................................................ 9

Temperatura............................................................... 10

Para saber mais.........................................................12

APRESENTAÇÃO

A Física é a área da Ciência que investiga o Universo. Os cientistas,

em conjunto, buscam compreendê-lo, e, para isso, utilizam

formulação de hipóteses e atividades experimentais. A Física

associada a outras áreas e disciplinas, tem uma importância

fundamental no desenvolvimento tecnológico, que proporciona,

principalmente a nós, seres humanos, conforto, praticidade e

qualidade de vida.

ESTRUTURA DA OBRA

Bloco temático que

agrupa capítulos que

tratam do mesmo

assunto. As aberturas

das unidades chamam a

atenção para os

fenômenos naturais e

tecnologias

desenvolvidas que estão

relacionadas aos

conteúdos.

UNIDADAE I

TERMOLOGIA

Calor e temperatura

Começando nossa conversa...

Um convite à reflexão

Os conceitos de temperatura e calor, bem como a propagação e os

efeitos do calor, que estudaremos nesta unidade, nos fornecem

elementos para responder por exemplo:

- Podemos dizer que um alimento muito quente tem muito calor?

- A temperatura de 70 graus pode ser agradável?

Por que uma bebida quente permanece mais tempo aquecida

quando colocada em garrafa térmica?

Sugerimos que você reflita sobre essas questões antes de começar

a estudar os assuntos desta Unidade.

CAPÍTULO 1

Temperatura, calor e sua propagação

Pensando....

Se a temperatura é alta, porque não posso dizer que estou com

calor?

1 Introdução

A temperatura do corpo humano é aproximadamente 37º C (trinta e

sete graus Celsius). No entanto, sentimos que os dias estão

quentes quando a temperatura ambiente é superior a 25ºC.

Você já havia pensado nisso? Nos dias quentes, vestimos roupas

mais leves e claras. Nos dias de inverno, roupas escuras e de

tecidos espessos são mais adequadas.

O estudo do calor nos ajuda a entender porque escolhemos um ou

outro tipo de roupa dependendo da temperatura do ambiente. Esse

estudo nos ajuda a compreender também a uma série de

fenômenos naturais e fatos cotidianos, tais como o efeito estufa, o

uso de iglus como moradias

pelos esquimós, o uso de

espetos metálicos na preparação

de um churrasco. Estudar os

conceitos de temperatura e calor,

bem como as formas de

transmissão do calor, é o que faremos nesse capítulo.

2 Calor

Ao longo do tempo, os cientistas procuraram entender a natureza

do calor. As observações do engenheiro inglês Benjamim

Thompson, Conde de Rumford (1753 – 1814), contribiram

significantemente para decifrar a essência de calor. No final do

século XVIII, Thompson vistoriava a fabricação de canhões na

Alemanha quando observou que as temperaturas das peças de

metal se elevavam quando perfuradas por brocas. Essa

constatação levou-o a associar a variação de temperatura à energia

mecânica dissipada por atrito na perfuração.

Ao tomar conhecimento das observações de Thompson, alguns

cientistas realizaram experimentos para comprovar a relação entre

calor e energia. Um dos físicos que se destacaram nessa

investigação foi James Prescott Joule (1818 – 1889), graças a sua

contribuição, hoje explicamos os fenômenos térmicos com base em

um modelo conceitual que define calor como uma forma especial de

energia, que não é propriedade de um corpo. Assim:

Energia que se transfere de um corpo para outro, quando entre

eles existir uma diferença de temperatura.

Considere dois corpos A e B em diferentes temperaturas TA e

TB, tais que a temperatura do corpo A seja maior que a

temperatura do corpo B;

Cada corpo possui energia térmica e essa energia é

transferida do corpo de maior temperatura, no caso acima A,

para para o corpo de menor temperatura (corpo B);

A transferência da energia térmica cessa no momento em que

os dois corpos atingirem a mesma temperatura: o

EQUILÍBRIO TÉRMICO.

Obs: O calor sempre flui espontaneamente do corpo de maior

temperatura para o de menor temperatura.

3 Equilíbrio Térmico

Ao misturar duas massas de água a temperaturas diferentes em um

mesmo recipiente, é possível observar, após certo tempo, que a

temperatura final da mistura é diferente das temperaturas iniciais

dessas massas.

Quaisquer corpos colocados em um recipiente termicamente

isolado tendem a um estado final em que suas partículas atingem o

mesmo nível de agitação térmica, ou seja, suas temperaturas se

igualam. Nesse estágio, os corpos alcançam o estado de equilíbrio

térmico. Desse modo:

Quando dois corpos são colocados um em contato com o

outro, após um certo tempo, eles apresentam uma temperatura

em comum.

4 Temperatura

Temperatura a grandeza física macroscópica associada ao grau de

agitação térmica média das partículas de um corpo ou de um

sistema.

Para um sistema determinado, a energia térmica e a temperatura são grandezas diretamente

proporcionais, Assim, quanto maior a energia térmica de um sistema, maior será sua

temperatura.

A teoria do calórico e sua superação Por muito tempo os cientistas acreditaram que cada corpo possuía uma essência, uma substancia invisível e fluida que podia escoar de um corpo para outro. Por meio dessa substância de massa desprezível, denominada calórico, eles explicavam vários um fenômeno, dentre os quais os equilíbrios térmico. A teoria do calórico baseava-se nas seguintes proposições: havia uma relação de proporcionalidade direta entre temperatura e quantidade calórico – quanto maioria quantidade de calórico de um corpo, maquis alta era sua temperatura; dois corpos a uma temperatura diferentes possuíam , portanto, diferentes quantidades de calórico; quando dois corpos eram

É o grau de agitação térmica das partículas de um corpo ou sistema .

colocados em contato em um recipiente termicamente isolados, eles tendiam ao equilíbrio térmico , pois o corpo com maior temperatura passava parte de sua quantidade de calórico para o corpo de menor temperatura. A passagem do calórico cessaria no momento em que houvesse quantidades iguais de calórico nos corpos e, consequentemente, eles atingissem a mesma temperatura. A teoria do calórico vigorou até o início do século XIX, época em que passou a ser questionada, sobretudo após as constatações de Rumford e Joule, que abriram caminho para o estabelecimento do conceito de calor como energia

BIBLIOGRAFIA

Física: termologia, óptica, ondulatória, 2º ano. 2.ed.-

São Paulo: FTD, 2013.

Vários autores.