A TERMOLOGIA É A PARTE DA FÍSICA QUE SE DEDICA AO ESTUDO DOS FENÔMENOS

RELATIVOS AO CALOR E VARIAÇÕES DE TEMPERATURA,

COMO DILATAÇÃO, TRANSFORMAÇÕES GASOSAS

E MÁQUINAS TÉRMICAS.

1 – CONCEITOS BÁSICOS 1.1 – ENERGIA TÉRMICA 1.2 – TEMPERATURA 1.3 – CALOR 1.4 – EQUILÍBRIO TÉRMICO 1.5 – LEI ZERO DA TERMODINÂMICA

2 – TERMOMETRIA 2.1 – ESCALAS TERMOMÉTRICAS

3 – DILATAÇÃO 3.1 – DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS 3.2 – DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS

4 – CALORIMETRIA 4.1 – CALOR SENSÍVEL 4.2 – CALOR LATENTE 4.3 – PRINCÍPIO DAS TROCAS DE CALOR

T E R M O L O G I A

1ª PARTEPRODUZID

O PORROBERTOBAHIENSE

SEU DESENVOLVIMENTO COMEÇA COM A TEORIA DOS CALÓRICOS, QUE AFIRMAVA

SER O CALOR UM FLUIDO INVISÍVEL, INODORO, QUE

PODERIA PROVOCAR ALTERAÇÕES NA

TEMPERATURA OU ESTADO FÍSICO DOS CORPOS.

FÍSICOS COMO JAMES P. JOULE E OUTROS

DEMONSTRARAM QUE O CALOR ERA UMA FORMA DA ENERGIA SE MANIFESTAR NA

NATUREZA, CALCULANDO INCLUSIVE O EQUIVALENTE

MECÂNICO DO CALOR.

)( PECCC EEEEtransrotvib

TÉRMICA

E

1.1 – ENERGIA TÉRMICA

1.2 – TEMPERATURAGrau de agitação

térmica das partículas que

constituem o corpo.Corresponde à

energia média das partículas.

nRT2

3U

Ideal GásNo caso de um gás ideal, a temperatura

é diretamente proporcional à

energia cinética de translação das

partículas.

A

1.3 – CALOR

A BB

TA > TBT’A = T’

BChama-se Calor a Energia Térmica

em trânsito, devido à diferença de temperaturas entre corpos ou

sistemas físicos.

1.4 – EQUILÍBRIO TÉRMICO

Dois corpos estão em Equilíbrio Térmico quando possuem a

mesma temperatura.

1.5 – LEI ZERO DA TERMODINÂMICA

Se dois corpos estão em

equilíbrio térmico com um terceiro, então eles estão

em equilíbrio térmico entre si.

A C

B C

TA = TC

TB = TC

A B

TA = TB

Nível

Ar

2 – TERMOMETRIAMedida da temperatura.indiretaO primeiro termômetro foi criado por Galileu em 1592.

O italiano Santorio Santorio, em 1612,

foi o primeiro a colocar uma escala

em um Termoscópio.

Apesar da pouca precisão de

medição, ele é considerado o

verdadeiro inventor do instrumento.

O Chamado Termoscópio de

Galileu, era feito de um fino tubo de vidro, que tinha

uma de suas extremidades colocada em

recipiente contendo água colorida e na

outra um bulbo, também de vidro.

Realizava as comparações de

temperaturas através da

dilatação ou contração do ar

que existia dentro do bulbo do

aparelho.

2.1 – ESCALAS TERMOMÉTRICASNos primeiros termômetros construídos, os especialistas procuraram estabelecer escalas que possibilitassem a leitura das medidas das temperaturas. Feitas de maneira totalmente arbitrária, surgiram várias escalas, cada uma diferente da outra. Entre todas as escalas, as que tiveram maior aceitação foram as de Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

Escala Centígrada – História Essa escala foi proposta pela primeira vez pelo físico sueco Anders Celsius. Em sua escala, o 0oC indicava o ponto de solidificação da água, enquanto 100°C indicava o ponto de ebulição da mesma. Tais indicações correspondiam aos pontos fixos de sua escala. No século XX a escala passou a ser chamada de escala Celsius.

Escala Fahrenheit – História

Daniel Gabriel Fahrenheit foi o primeiro cientista a usar o mercúrio como substância termométrica, pois esse não sofria alterações em suas propriedades físicas e químicas em várias temperaturas.

Fahrenheit, que viveu na Islândia, escolheu para ponto fixo inferior a temperatura de fusão de uma mistura de partes iguais de cloreto de sódio (NaCl), cloreto de amônio (NH4Cl) e gelo picado. O segundo ponto fixo teria sido o corpo humano em estado febril. Para tais valores, foram estabelecidos 0 oF e 100 oF .

Para saber mais sobre Fahrenheitwww.fsc.ufsc.br/ccef/port/24-2/artpdf/a1.pdf

O Zero Absoluto – Escala Kelvin – História –

Por volta do século XIX, o cientista inglês WilliamThompson (Lord Kelvin)verificou empiricamenteque um gás, ao ser resfriado de 0 oC a –1 oC, a volume constante, tinha sua pressão diminuída de 1/273 do valor inicial.

Como a pressão de um gás é consequência da agitação desuas partículas, Thompsonconcluiu que a temperaturadeveria diminuir de 273 oCaté que cessassetotalmente a agitaçãotérmica das partículas.

1atmp

C0T

o

oo

)atm2731

-(1p

C1-T

1

o1

)atm2732

-(1p

C2-T

2

o2

)atm273100

-(1p

C100-T

3

o3

atm 0)273273

-(1p

C273-T o

Não há, no universo físico conhecido, temperatura abaixo desse valor. O zero absoluto corresponde a um estado em que as partículas de um corpo, ou sistema, se encontram em repouso absoluto.

oC KoF

P.G. 32o 0o

100o

273

212oP.V. 373

TC TF TK

Relação entre as Escalas

5

273T

9

32T

5

0T ko

Fo

C

Relaxando...

TESTES DE SALA – PÁG 291. (UFBA-08) [...] A solução

encontrada foi a utilização de uma espécie de caixa com espelhos de material supercondutor ultra-reflexivos, de 2,7cm de largura, resfriada a 0,5 grau do zero absoluto. [...] Os detectores convencionais de luz funcionam, porque absorvem os fótons, destruindo-os.(04) A caixa com espelhos ultra-

reflexivos utilizada para aprisionar o fóton foi resfriada a -273°C.

2. (UFBA-09) “A fome é como um incêndio frio...”“...é como uma corrente de anzóis que nos crava por dentro.” O poeta chileno Pablo Neruda (1904-1973) descreveu assim a dor da carência de comida e termina pedindo utopicamente “...um prato grande como a Lua, onde todos almocemos”. Do ponto de vista biológico, a fome pode ser assim descrita:Nas primeiras horas, é um suave vazio no estômago.Nos primeiros dias, come as forças. Os movimentos são lentos, a água é fundamental. Os níveis de glicose e pressão estão baixos.Nas primeiras semanas, a fome é um desespero que transforma o corpo no reino da doença e da dor.

Considerando-se aspectos relacionados à alimentação, são verdadeiras as proposições:(16) A temperatura de uma pessoa que, no estado febril, sente frio é inferior a 310,0K.

3. (UFBA-2010) Na vida quase tudo parece depender das estrelas.Ou melhor, tudo em nossas vidas depende efetivamente de um desses corpos celestes: O Sol, nossa estrela central. Basta lembrar que a vida existe, porque existe a luz do sol. Conhecer como nascem, vivem e morrem as estrelas é conhecer como surge a luz, bem como tudo aquilo que dá origem e serve de sustentação à vida. No caso particular de um embrião estelar cuja massa seja igual à do Sol, quando as temperaturas no núcleo atingem cerca de 12 milhões de Kelvins, átomos de hidrogênio começam a se fundir, por meio de um processo chamado fusão termonuclear, que consiste na aglutinação de dois átomos, para formar um terceiro, mais pesado. Para estrelas com massa bem maior que a do Sol , a morte acontecerá na forma de uma explosão catastrófica.

A tragédia anuncia-se quando a temperatura do núcleo atinge cerca de 5 bilhões de Kelvins. Pode-se falar de quatro grupos taxonômicos no mundo estelar: as estrelas anãs, as subgigantes, as gigantes e as supergigantes. Em cada um desses grupos, as estrelas podem ainda ser classificadas em azuis, amarelas e vermelhas. Aquelas mais quentes apresentam cores azuis; as de temperaturas intermediárias são amarelas; as mais frias têm tons avermelhados.Sobre nascimento, vida e morte das estrelas e gênese da vida, é correto afirmar:

(64) A morte de estrelas com massa bem maior do que a do Sol ocorre quando a temperatura do núcleo é da ordem de 1010

°C.