Termometria

CalorTransmissão de energia quando existe diferença de temperatura entre corpos, sempre do mais quente ( maior temperatura) para o mais frio ( menor temperatura ).

TemperaturaGrandeza que mede o grau de agitação das moléculas.

Sólido Líquido Gasoso

Calor Sensível e Calor Latente

Qual a diferença em aquecer uma panela e um cubo de gelo com uma mesma fonte de calor?

Calor Sensível: Quando a quantidade de calor causa apenas a variação da temperatura de um corpo.

Calor Latente: Quando a quantidade de calor causa apenas a mudança de estado físico das moléculas.

Calor específico e Capacidade Térmica

Água tem capacidade térmica maior que a da areia, ou seja, leva mais tempo para aquecer e para

resfriar.

A areia tem capacidade térmica menor que da água, ou seja, leva

menos tempo para aquecer e esfria rapidamente

Isso ocorre porque são materiais diferentes e este comportamento se dá por causa do calor específico, ou seja, a água precisa de mais energia para aquecer que a areia.

Definições-Calorias: unidade que utilizamos para medir energia térmica ( calor ). Quantidade de calor fornecida para elevar de 1 ºC a temperatura de 1g de águasob condições normais de temperatura e pressão. 1 cal = 4,2 J

-Calor específico: quantidade de calor suficiente para elevar a temperatura de 1g de uma substância de 1ºC.

-Capacidade térmica: quantidade de calor suficiente para elevar a temperatura de um corpo de 1ºC.

Escalas Termométricas Para medir a temperatura de um corpo, utilizamos um instrumento chamado termômetro.

Termômetro de Galileu

O Termômetro

Mercúrio ou substância de baixo calor específico

Estrangulamento: controle da fuga do liquido dilatado

Tubo capilar: região de escape do líquido dilatado

Tubo de vidro

Escala

Daniel Gabriel Fahrenheit 1686 - 1736

Montou um termômetro de vidro que em seu interior, havia um tubo capilar, que continha mercúrio, que na temperatura ambiente encontra-se no estado líquido além de apresentar baixo calor específico. O valor da temperatura seria a leitura da altura que o líquido atingiria dentro do tubo de vidro, de acordo com a escala adotada.

Diz a história que ele admitiu como primeiro ponto de sua escala, a temperatura de uma mistura de água, gelo, sal e amônia que ele considerou como sendo a temperatura zero desta escala. O segundo ponto, seria a temperatura nesta escala, da temperatura do corpo humano que ele chamou de zero. Para melhorar tal escala e já utilizando a idéia dos pontos de gelo e vapor da água, para o gelo fundente, ele registrou o valor de 32ºF em sua escala e o de vapor, 212ºF.

Anders Celsius 1701 - 1744

Anders Celsius, criou a sua própria escala mas, seus valores foram adotados como referência de dados à pressão atmosférica de 1 atm e ao nível do mar. As temperaturas para o estado fundente para o gelo seria a principio 100 graus e para vapor ele adotou zero. Um biólogo chamado Carlos Lineu, tratou por inverter tal escala, deixado o 0 ºC para o ponto de fusão e 100 º C o ponto de ebulição.

Willian Thomson 1824 - 1907

Ou simplesmente Lord Kelvin. Dentre as escalas inventadas, é a que mais tem fundamento, pois Kelvin pensou que para registrar a temperatura zero, as moléculas não deveriam apresentar alguma movimentação. Na temperatura 0ºC, as moléculas apresentam movimento. Kelvin verificou através de alguns cálculos que para que o corpo apresente moléculas em total estado de repouso, seria a -273 ºC, o que ele atribuiu o 0 K, ou zero kelvin. Então a temperatura de vaporização da água seria de 373 K e a de fusão, 273 K. Tal escala é conhecida como a escala absoluta.

Conversão das escalas

ºC ºF K

0 32 273

100 212 373

θc θF T

x

X

y

Y

z

Z

Simplificando os denominadores da igualdade por 20, obtemos:

Conversões

1. celsius para fahrenheit

2. celsius para kelvin

01. Nilna, Júlia e Jonas estudavam, no quintal da casa de Jonas, para a prova do professor Jack. O problema é que colocaram a mesa de estudos sem se preocupar com o Sol escaldante daquele dia.

Jonas, porém, disse que a sensação de calor era de uns 45ºC. Existe um erro nessa observação de Jonas. Indique o erro cometido por ele e justifique a sua resposta.

 

02. Na questão anterior, converta 45ºC nas escalas Fahrenheit e Kelvin.

 

03. Paola decidiu criar a sua própria escala termométrica e para isso adotou como ponto de fusão, o valor -20 ºP e para ponto de ebulição, 120ºP. Determine o valor correspondente a 40°P nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

 

04. Letícia criou um problema em que uma temperatura na escala Celsius excede em quatro unidades o dobro do valor registrado na escala Fahrenheit. Determine este valor na escala Kelvin.

• 05. Converta as temperaturas abaixo como se pede:• a) 35ºC em ºF e K• b) -45ºF em ºC e K• c) 200 K em ºC e ºF• d) 108º F em ºC e K• e) temperatura do estado febril de uma pessoa em ºF e K

Dilatação térmica

Todo material quando sofre uma variação de temperatura apresenta variação tanto em seu comprimento, superfície ou volume.

Dilatação LinearDilatação relacionada à variação de comprimento de um material, ou seja, variação apenas em uma direção, ou unidimensional.

Dilatação SuperficialDilatação relacionada à variação da área de um material, ou seja, variação em duas direções, ou bidimensional.

S0 S

SS0

Cálculo

áreadadilataçãoS :

inicialáreaS :0

erficialdilataçãodeecoeficient sup:atemperaturdeiaçãovar:

Dilatação volumétrica Dilatação relacionada à variação de volume de um material, ou seja, variação em três direções ou tridimensional.

avolumétricdilataçãoV :avolumétricdilataçãodeecoeficient:

atemperaturdaiaçãovar:

.3

Transmissão de Calor

Comportamento anômalo da água