Temperatura e Expansão
Térmica
Cap. 19
Temperatura
O conceito de temperatura tem origem nas ideias de
quente e frio, que são baseadas no tato.
Quando um corpo é aquecido ou resfriado, algumas de
suas propriedades físicas se alteram (propriedade
termométrica).
Uma variação numa propriedade termométrica indica uma
variação de temperatura de um corpo.
A temperatura de um corpo é seu estado térmico
considerado em relação à sua capacidade de transferir
calor à outros corpos.
Para medir temperatura
coloca-se o termômetro em
contato com o corpo.
Quando o estado
estacionário é atingido, dizse que os sistema atingiu o
equilíbrio térmico – um
estado que não existe mais
nenhuma variação de
temperatura, nem do
termômetro nem do corpo.
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Lei Zero da Termodinâmica
“Se dois corpos estão em
equilíbrio térmico com um
terceiro, então os três corpos
estão em equilíbrio térmico
entre si”.
Por definição, dois corpos
tem a mesma temperatura se
eles estão em equilíbrio
térmico entre si.
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Termômetro e escalas de temperatura
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T
T

32
T

27
C
F
K


5
9
5
A escala Kelvin denomina-se escala absoluta de temperatura.
No zero absoluto, um sistema possui um valor mínimo para a
energia interna (cinética mais potencial). 0 K = -273,15 ºC
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Expansão Térmica
Podemos entender a dilatação
térmica qualitativamente, em
termos das moléculas do
material.
Cada átomo vibra em trono de
uma posição de equilíbrio.
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Quando a temperatura aumenta,
a energia e a amplitude das
vibrações também aumentam,
aumentando a distancia media
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entre eles.
Dilatação Linear
É a dilatação que ocorre em uma
dimensão do corpo.
A constante de proporcionalidade  é
considerada coeficiente de
dilatação linear.
L  Lo e L  T
L depende do material que constitui
o corpo.
Logo:
L = L – Lo
L = Lo..T
Onde:
L = variação do comprimento L =
L – Lo
Lo = comprimento inicial
 = coeficiente de dilatação linear
T = variação da temperatura slide
T=
10
T – To
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Dilatação Superficial
É a dilatação que ocorre em
duas dimensões do corpo.
A constante de
proporcionalidade  é
considerada coeficiente de
dilatação superficial.
A  Ao
A  T
A depende do material
que constitui o corpo.
Logo:
A = A – Ao
A = Ao..T
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Onde:
A = variação da área A = A
– Ao
Ao = área inicial
 = coeficiente de dilatação
superficial
T = variação da temperatura
T= T – To
Dilatação Volumétrica
É a dilatação que ocorre em três
dimensões do corpo. A constante de
proporcionalidade  é considerada
coeficiente de dilatação volumétrica.
V  Vo e V  T
V depende do material
que constitui o corpo.
Logo:
V = V – Vo
V = Vo..T
Onde:
V = variação do volume
V = V – Vo
Vo = comprimento inicial
 = coeficiente de dilatação linear
T = variação da temperatura T = T – To
Dilatação de Líquidos
ΔVlíquido = ΔVaparente + ΔVrecipiente
Dilatação anômala da água
Em geral, as substâncias se dilatam ao serem aquecidas. A
água, porém, apresenta comportamento inverso no
intervalo de temperatura entre 0 ºC e 4 ºC, à pressão
normal.
Variação do volume da água em função
da temperatura, sob pressão normal
Dilatação anômala da água
Causa: a estrutura molecular de água (H2O) e o modo como as moléculas se
agrupam na fase sólida, formando ligações chamadas pontes de hidrogênio
entre os átomos de oxigênio e os átomos de hidrogênio das moléculas vizinhas.