O que você deve saber sobre
CALOR E TEMPERATURA
Galileu Galilei, em 1592, sugeriu uma versão simples de
termômetro; a construção de modelos elaborados levaria mais
150 anos. Em meados do século XVIII, já estavam estabelecidas
as escalas termométricas usadas hoje. Este tópico trata da
transformação das escalas termométricas e da diferença entre os
conceitos de calor e temperatura.
I. Diferença entre calor e temperatura
E. R. DEGGINGER/PHOTOSEACHERS/LATINSTOCK
DR. RAY CLARK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/LATINSTOCK
Temperatura: resultado da agitação das moléculas de um corpo.
Calor: energia transferida de um corpo de maior temperatura a
outro, de menor temperatura, quando em contato, até ambos
atingirem o equilíbrio térmico.
Termômetro de máxima e
mínima, que indiretamente
está medindo o grau de
agitação das moléculas do
ar ambiente.
CALOR E TEMPERATURA
Fotografia térmica de um casal,
mostrando cores distintas em
regiões com diferentes
temperaturas. Haverá
transferência de calor das regiões
mais quentes (avermelhadas)
para as mais frias (verdes e
azuladas). A transferência
cessará apenas quando a
temperatura de ambos for igual e
homogênea por todo o corpo.
II. Processos de propagação de calor
Condução
O calor se espalha por todo o corpo.
O esquema representa o grau de agitação molecular, que varia com a distância até a fonte de energia.
CALOR E TEMPERATURA
II. Processos de propagação de calor
Convecção
As correntes de convecção transportam matéria na medida de suas
densidades: as de maior densidade tendem a descer, e as de menor
densidade, a subir.
CALOR E TEMPERATURA
II. Processos de propagação de calor
Irradiação
YELLOWJ/SHUTTERSTOCK
É o único processo de transmissão de calor que permite transportar
energia no vácuo. Isso se dá por meio de ondas eletromagnéticas,
principalmente na faixa de frequência do infravermelho.
A luz do Sol atinge a Terra
após percorrer o vácuo.
CALOR E TEMPERATURA
II. Processos de propagação de calor
Irradiação
JOLIN/SHUTTERSTOCK
A energia vinda do Sol é transmitida por irradiação.
A estufa de plantas impede a radiação infravermelha de escapar para o exterior.
CALOR E TEMPERATURA
II. Processos de propagação de calor
Efeito estufa
Clique na imagem para ver a animação.
CALOR E TEMPERATURA
III. Escalas termométricas
Pontos fixos
Para graduar uma escala termométrica, necessitamos de duas
referências, chamadas pontos fixos. As mais comuns são (à
pressão normal):
• ponto de fusão do gelo;
• ponto de ebulição da água.
Escalas mais utilizadas (nomes e temperaturas dos
respectivos pontos fixos):
• Celsius: 0 ºC e 100 ºC
• Fahrenheit: 32 ºF e 212 ºF
• Kelvin: 273 K e 373 K
CALOR E TEMPERATURA
III. Escalas termométricas
Conversões entre as escalas
• Celsius e Fahrenheit
• Celsius e Kelvin
CALOR E TEMPERATURA
III. Escalas termométricas
Função termométrica
Possibilita a medição indireta da temperatura, a partir de uma relação
linear entre ela e outra grandeza física medida diretamente.
Reta que associa as grandezas
θ (temperatura)
e x (outra grandeza física).
CALOR E TEMPERATURA
, em que a = tg = 
III. Escalas termométricas
Os diversos tipos de
termômetros se diferenciam
pela propriedade utilizada na
medição.
• Termômetro clínico: mede
a dilatação de uma coluna de
mercúrio no interior de um
bulbo de vidro.
• Termômetro de lâmina
bimetálica: funciona com
base na diferença de dilatação
entre os dois metais que
compõem a lâmina calibrada
com o ponteiro, numa certa
temperatura.
CALOR E TEMPERATURA
SPORTS ILLUSTRATED/GETTY IMAGES
Funções termométricas
A lâmina bimetálica no interior desse termômetro possui
a forma de uma espiral, cuja ponta está afixada na seta
do mostrador. Conforme os dois materiais são
aquecidos, eles se dilatam diferentemente, e a lâmina se
curva para o lado do que sofre maior dilatação; assim, o
ponteiro gira no sentido horário.
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
2
(UEPB)
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.
Assinale a alternativa correta:
a) Todas as proposições são verdadeiras.
b) Apenas a proposição I é verdadeira.
c) Apenas a proposição II é verdadeira.
d) Apenas a proposição III é verdadeira.
e) Apenas as proposições I e III são verdadeiras.
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.
CALOR E TEMPERATURA – NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
3
(Unitau-SP)
Indique a alternativa que associa corretamente o tipo predominante de transferência de calor que ocorre nos fenômenos, na seguinte
sequência: • Aquecimento de uma barra de ferro quando sua extremidade é colocada numa chama acesa. • Aquecimento do corpo
humano quando exposto ao sol. • Vento que sopra da terra para o mar durante a noite.
a) Convecção – condução – radiação
b) Convecção – radiação – condução
c) Condução – convecção – radiação
d) Condução – radiação – convecção
e) Radiação – condução – convecção
RESPOSTA: D
• Ao se aquecer a extremidade de uma barra de ferro, as moléculas
que constituem o material nessa região passam a vibrar mais devido
à elevação da temperatura. O choque entre essas moléculas e as
vizinhas transfere parte da energia de vibração, fazendo com que as
últimas também vibrem mais intensamente. O processo se propaga,
caracterizando-o como transmissão de calor por condução. • O
aquecimento do corpo humano pelos raios solares se dá pela
transmissão de calor por meio de radiação infravermelha, a qual, por
natureza, se propaga no vácuo. Esse processo é denominado
irradiação. • O vento sopra da terra para o mar durante a noite
porque a água ainda está mais quente que a areia. Assim, o ar sobre
a água é menos denso e sobe, enquanto o ar sobre a areia é mais
denso e desce. A corrente convectiva formada se “fecha” com um
fluxo de ar da terra para a água, próximo à superfície.
CALOR E TEMPERATURA – NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(FMTM-MG)
A fim de diminuir o risco de explosão durante um incêndio, os botijões de gás possuem um pequeno pino com aspecto de parafuso,
conhecido como plugue fusível. Uma vez que a temperatura do botijão chegue a 172 ºF, a liga metálica desse dispositivo de
segurança se funde, permitindo que o gás escape.
Em termos de nossa escala habitual, o derretimento do plugue ocorre,
aproximadamente, a:
a) 69 ºC.
b) 78 ºC.
c) 85 ºC.
d) 96 ºC.
e) 101 ºC.
RESPOSTA: B
CALOR E TEMPERATURA – NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(Unirio-RJ)
O nitrogênio, à pressão de 1,0 atm, condensa-se a uma temperatura de –392 graus
numa escala termométrica X. O gráfico representa a correspondência entre essa escala e
a escala K (Kelvin).
Em função dos dados apresentados no gráfico, podemos verificar que a
temperatura de condensação do nitrogênio, em kelvins, é dada por:
a) 56.
d) 200.
b) 77.
e) 273.
c) 100.
RESPOSTA: B
CALOR E TEMPERATURA – NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
11
(UFTM-MG)
CALOR E TEMPERATURA – NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
11
Na reportagem original da BBC de Londres, o texto trazia os valores de temperatura originalmente escritos na escala
Fahrenheit. Nessa escala, a variação de temperatura entre a água próxima à superfície e a água da profundidade que o
extremo do cano atinge é, em ºF:
a) 14,4.
b) 25,2.
c) 45,0.
d) 48,6.
e) 59,0.
RESPOSTA: D
CALOR E TEMPERATURA – NO VESTIBULAR