A Termologia
( termo = calor, logia = estudo)
é a parte da Física encarregada de estudar o calor e
seus efeitos sobre a matéria.
A Termologia está intimamente ligada à energia térmica,
estudando a transmissão
dessa energia e os efeitos
produzidos por ela quando é
fornecida ou retirada de um
corpo.
Energia interna
Todos os corpos são constituídos por
partículas que estão sempre em
movimento.
Esse movimento é denominado
energia interna do corpo.
O nível de energia interna de um
corpo depende da velocidade com
que suas partículas se movimentam.
O estado de aquecimento de um
corpo influi no estado de agitação
de suas partículas, tornando-o mais
acentuado à medida que o corpo vai
ficando mais quente.
Conceito de Calor
Calor é a energia térmica em trânsito,
ou seja, é a energia que está sempre
em constante movimento, sempre
sendo transferida de um corpo para
outro.
Calor é a energia que flui de um
corpo com maior temperatura para
outro de menor temperatura. Como
sabemos a unidade de representação
de qualquer forma de energia é o
joule (J), porém para designar o calor,
é adotada uma unidade prática
denominada caloria, onde
1 cal = 4,186 J.
Conceito de Temperatura
Já temperatura é o grau de agitação
das moléculas, ou seja, calor e
temperatura são conceitos bem
diferentes com os quais a termologia
trabalha.
Temperatura é a grandeza que mede
o estado de agitação das moléculas.
Quanto mais quente estiver uma
matéria, mais agitadas estarão suas
moléculas, assim, a temperatura é o
fator que mede a agitação dessas
moléculas, determinando se uma
matéria está quente, fria, etc.
Todos os corpos existentes na natureza,
sólidos, líquidos ou gasosos, quando em
processo de aquecimento ou resfriamento,
ficam sujeitos à dilatação ou contração
térmica.
Dilatação Térmica dos
sólidos
• Dilatação Linear: é a dilatação que se
caracteriza pela variação no comprimento
do corpo.
• Dilatação Superficial: é a dilatação que
se caracteriza pela variação na área
superficial do corpo.
• Dilatação Volumétrica: é a dilatação que
se caracteriza pela variação no volume do
corpo.
Em nosso cotidiano existem inúmeras
situações que envolvem a dilatação
térmica dos materiais. Quando colocamos
uma quantidade de chá muito quente em
um copo de vidro comum pode ocorrer de
ele trincar. Isso ocorre porque a parte
interna do copo se dilata ao ser aquecido,
no entanto, o vidro é um mau condutor de
calor de forma que a parte externa do
mesmo demora para ser aquecida. Dessa
forma, ocorre diferença de dilatação entre
as partes interna e externa do copo, o que
acaba
por
fazê-lo
trincar.
Durante a construção de pontes e
viadutos deixam-se pequenas fendas para
que essas estruturas possam dilatar
quando a temperatura aumentar, sem que
aconteçam as rachaduras. Nas ferrovias
existem pequenos espaços que separam
um trilho de outro, possibilitando que eles
se dilatem sem provocar danos à
estrutura.
Equilíbrio térmico é o estado onde a
temperatura de dois ou mais corpos
são iguais. Assim, quando um corpo
está em equilíbrio térmico em relação a
outro, cessam os fluxos de troca de
calor entre eles. Ex: Quando uma xícara
de café é deixada por certo tempo
sobre uma mesa, ela esfriará até entrar
em equilíbrio térmico com o ambiente
em que está.
Termômetros
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.
Se dois corpos, um quente e outro frio,
forem colocados em contanto, uma
parcela da energia interna do corpo
quente passará para o corpo frio sob a
forma de calor.
Um termômetro colocado sobre o
corpo quente mostra que sua
temperatura diminui, enquanto que
outro termômetro colocado sobre o
corpo frio mostra que sua temperatura
aumenta.
Um termômetro
colocado sobre o
corpo quente mostra
que sua temperatura
diminui, enquanto que
outro termômetro
colocado sobre o
corpo frio mostra que
sua temperatura
aumenta.
Por Interpolação obtemos a equação
C/5 = F-32/9 = K-273/5
Faça a conversão de 30º C para as escalas
Kelvin e Fahrenheit
C/5 = F-32/9 = K-273/5
Exercícios paginas 156 e 157 Nº 1 ao 8.
Propagação de calor
É mais fácil segurar uma panela quente
com cabo de madeira do que com cabo de
metal. O cabo de metal se aquece muito
porque conduz calor rapidamente.
• Bons condutores de calor: materiais que
conduzem calor com facilidade. Ex: Metais
• Maus condutores de calor: Não conduzem
bem o calor. Ex: madeira, plástico,
borracha.
Propagação de calor
O calor pode se propagar de um corpo
para outro de três maneiras:
Condução;
Convecção;
Irradiação.
Condução
Transmissão de energia térmica de uma
partícula a outra.
Convecção
Transmissão de calor que se dá pelo
deslocamento de uma determinada massa
de matéria.
Irradiação
Transmissão
por
infravermelhos.
meio
de
raios
Todos os corpos no universo emitem calor
por irradiação.
Revisando
Quantidade de calor
Temperatura: medida do estado de
agitação das partículas da matéria.
Calor: energia que se transfere de um
corpo para outro.
Calor se mede em joules ou calorias
1 Caloria = 4,2 joules
Calor especifico
Quantidade de calor que eleva em 1ºC a
massa de 1g de substância.
Calor sensível
Quantidade de calor necessária para
elevar a temperatura de um corpo.
Q=m.C. T
m = massa (gramas)
c = calor específico (cal/g ºC)
T = variação de temperatura (ºC)
Temperatura final -- Temperatura inicial
Exemplo
Qual a quantidade de calor necessária
para elevar de 24ºC para 80º C a
temperatura de um bloco de 100 g de
cobre? Sendo o calor específico do cobre
0,092 cal/g ºC
Calor latente
Quantidade de calor absorvida ou perdida
e que não afeta a temperatura. Acontece
nas mudanças de estados de agregação
da matéria.
Q=m.L
m = massa (g)
L = Calor latente da substância
Exemplo
Calcule a quantidade de calor necessária
para transformar 300 g de gelo a 0ºC em
água a 0ºC, sabendo que o calor latente
da água é 80 cal/g